Sonnenfinsternisse wiederholen sich in einem stets wiederkehrenden, zeitlichen Muster, das wußten bereits die Babylonier vor 4000 Jahren. Die Kenntnis der Mondbahnparameter ermöglicht es, die schwarze Sonne genau vorherzusagen.

Unser Erdenmond ist der ideale Finsterling: Er kreist zwar in einer elliptischen Bahn um die Erde, was bedeutet, daß seine Distanz zur Erde zwischen größtem und kleinstem Abstand (Perigäum und Apogäum) variiert und dadurch der Durchmesser seiner Scheibe für den Beobachter mal größer, mal kleiner erscheint. Aber häufig sieht er für uns Erdlinge genau so groß aus wie die Sonne. Und dann kann er unseren Licht- und Wärmespender völlig verdecken, vorausgesetzt er befindet sich auf einer geraden Linie zwischen Erde und Sonne: Es kommt zu einer totalen Sonnenfinsternis.

Als erste Grundvoraussetzung für eine Sonnenfinsternis-Konstellation muß sich der Mond also in seiner Neumondphase befinden, nur dann kann er sich zwischen Sonne und Erde schieben. Der Erdtrabant benötigt für eine Erdumrundung zirka 27,3 Tage (siderischer Monat), die Erde befindet sich gleichzeitig - gemeinsam mit dem Mond - auf dem Weg um die Sonne. Dadurch wird der Weg des Mondes länger, bis er wieder die gleiche Position zwischen Sonne und Erde erreicht. Die Zeit, die er dafür braucht, wird synodischer Monat genannt und beträgt fast genau 29,5 Tage.

Die Erfahrung lehrt, daß durchaus nicht bei jedem Neumond eine Sonnenfinsternis entsteht. Bereits im dritten vorchristlichen Jahrtausend machten sich babylonische und chinesische Astronomen darüber Gedanken, ob es nicht eine andere Regelmäßigkeit in der Wiederkehr der schwarzen Sonne geben könnte - schließlich war die Vorhersage dieser dramatischen Ereignisse von großer religiöser und gesellschaftlicher Bedeutung. Durch die Beobachtung und Aufzeichnung von Sonnenfinsternissen und Mondphasen fanden Sie heraus, daß sich ähnliche Sonnenfinsternisse alle 18 Jahre und 10-11 Tage wiederholen - der Periode des Saroszyklus.

Man erkannte, daß die Fläche, auf der sich der Mond um die Erde dreht, gegenüber der Fläche der Erdumlaufbahn um die Sonne, der Ekliptik, schief stehen mußte - sonst würden sich die Sonnenfinsternisse tatsächlich in jedem synodischen Monat wiederholen. Die Punkte, in denen der Mond die Ekliptik der Erde schneidet, wurden von den Babyloniern Knoten genannt, die chinesischen Astronomen nannten sie "Drachenpunkte". Man unterscheidet den aufsteigenden (x) vom absteigenden Knoten (y), je nachdem ob die Mondbahn die Ekliptik von unten oder von oben durchquert.

Eine Sonnenfinsternis ist also dann möglich, wenn sich der Mond bei Neumond in der Nähe eines Knotens befindet. Da die Erde im Vergleich zur Mondbahn relativ groß ist, kommt es bis zu einer Abweichung von 18,36° vom Knotenpunkt zu einer Finsternis - weicht die Neumondposition noch weiter ab, verfehlt der Mondschatten die Erde. Die Knoten liegen aber nicht fix im Raum. Angetrieben durch die Gravitationskraft der Sonne verschieben die Knoten ihre Position jährlich um 19° westwärts. Deshalb kommt ein Knoten nicht genau nach einem Jahr wieder an die gleiche Stelle zurück, sondern bereits nach 346,6 Tagen. Dieser Zyklus wird ein Sonnenfinsternisjahr genannt.

Ob der Mond die Sonne tatsächlich völlig verdeckt, hängt von seinem Abstand zur Erde ab. In geringem Erdabstand (a) erscheint er sogar geringfügig größer als die Sonne und er kann sie maximal zu 105% bedecken. In Erdferne (b) erreicht der Kernschatten des Mondes die Erde bei einer Sonnenfinsternis nicht, eine ringförmige Eklipse ist die Folge. Unser Trabant vollführt allerdings auch hier einen Tanz, denn die Verbindungslinie zwischen Perigäum (P) und Apogäum (A), also dem erdnächsten und erdfernsten Punkt, die Apsidenlinie, wandert in 8,85 Jahren einmal komplett um 360° herum. Deshalb ist die Zeit zwischen Perigäum und Perigäum, der sogenannte anomalistische Monat, mit seinen 27,55 Tagen kürzer als ein siderischer Monat.

Nun darf gerechnet werden: Ein Sonnenfinsternisjahr dauert etwa 346,6 Tage. Ein synodischer Monat, also die Zeit zwischen Neumond und Neumond, ca. 29,5 Tage. Und ein anomalistischer Monat etwa 27,55 Tage. Um also die gleiche Sonne-Mond-Erde-Konstellation mit dem gleichen Abstand Erde-Mond zu erreichen, müssen diese drei Perioden zur Deckung gebracht werden.

Zufällig passen 223 synodische Monate (6585,32 Tage) ziemlich genau in 19 Sonnenfinsternisjahre (6585,78 Tage). Und noch ein Zufall: Auf 6 Stunden genau entsprechen 239 anomalistische Monate den 223 Synodischen. Das bedeutet, daß sich eine Sonnenfinsternissituation nach 18 Jahren und 11 1/3 Tagen am fast gleichen Ort auf beinahe dieselbe Weise wiederholt, der Zeitspanne eines Saroszyklus.

Allerdings: Ganz hundertprozentig geht die Rechnung leider nicht auf, denn man darf die Stellen hinter dem Komma nicht vergessen. Da sich die Erde um ihre eigene Achse dreht, führen die knapp acht Stunden Unterschied (0,32 Tage) zwischen zwei nacheinanderfolgenden Finsternissen innerhalb eines Zyklus dazu, daß die nachfolgende um 1/3 Erdumdrehung, also 120° nach Westen gegenüber der vorherigen verschiebt. Auch die Differenz von 0,46 Tagen zwischen dem Saroszyklus und den 19 Sonnenfinsternisjahren wirkt sich aus: Durch die Abweichung der Position des Knotens wandern die aufeinanderfolgenden Finsternisse stets um ca. 2-3° nach Norden oder Süden, je nachdem ob es sich um einen aufsteigenden oder absteigenden Knoten handelt. Daher ist die Dauer eines kompletten Saroszyklus begrenzt: Nachdem der Zyklus mit einer partiellen Sonnenfinsternis in der Arktis oder Antarktis begann, wandern seine totalen oder ringförmigen Eklipsen über 1000 Jahre lang immer weiter in Richtung des entgegengesetzten Erdpols, wo er sich schließlich mit partiellen Finsternissen verabschiedet.

Durch die hohe Toleranz von über 18° bei der Abweichung des Neumondes vom Knotenpunkt sind Finsternisereignisse relativ häufig, im Schnitt kommt es zu zwei bis drei, maximal fünf Sonnenfinsternissen pro Jahr. Derzeit laufen 41 verschiedene Saroszyklen gleichzeitig ab, 26 von ihnen produzieren zentrale, d.h. totale oder ringförmige Finsternisse. Unser "Jahrhundertschatten" ist allerdings definitiv der letzte "Totale" in diesem Jahrtausend. Sie gehört zum Saroszyklus mit der Nummer 145, der insgesamt 77 Finsternisse umfaßt und 1370 Jahre dauern wird - die erste fand am 4. Januar 1639 am Nordpol statt. Die allerletzte Finsternis in "unserem" Zyklus wird am 17. April 3009 den Südpol streifen.

The Saros Cycles (NASA)
Komplett und gut erklärt - allerdings auf englisch und ohne Bilder

Der Astro-Arbeitskreis in Amstetten
...hat Interessantes zum Thema Monate und Saroszyklus zusammengetragen

Saros-Zyklus (VAS)
Die Saarbrücker haben das komplexe Thema kurz und knapp zusammengefaßt und sehr anschaulich illustriert