美国宇航局对 8 月 21 日日食的预测。美国宇航局 编者按：8 月 21 日星期一，美国各地将可以看到日全食。密歇根州立大学艾布拉姆斯天文馆馆长 Shannon Schmoll 解释了它发生的原因和方式，以及我们可以从日食中学到什么。
我们怎么知道日食什么时候会发生？我们如何提前知道它在哪里可见？
当我们的太阳视线被月亮挡住时，就会发生日食。当月亮排在太阳和地球之间时，月亮会在地球上投下阴影。这就是我们在地面上观察到的日食。
我们知道 它们什么时候发生 因为几个世纪以来 天文学家测量得非常精确 地球、月球和太阳的运动，包括它们的轨道形状，轨道如何 进动 和其他参数。有了这些关于月球的数据——以及关于月球的类似信息 地球围绕太阳的轨道 – 我们可以建立他们相互之间运动的数学模型。使用这些方程，我们可以 计算数据表 这样可以 预测我们将在地球上看到什么 ，取决于地点、日食期间以及它们何时发生以及持续多长时间。 （下一个 主要日食 在美国将是 2023 年和 2024 年 .) 
8月21日日食的路径。美国宇航局
日食多久发生一次？
日食平均每年发生几次。这 月亮从地球和太阳之间经过 每 29 天，我们调用一次 新月 – 当月球在地球的夜空中不可见时。然而，月亮的轨道和太阳在我们天空中的路径并不完全匹配，所以在大多数新月事件中，月亮出现在太阳的上方或下方。 
蓝线表示黄道，即从地球上看太阳在我们天空中的路径。白线显示了月球的轨道。要发生日食，太阳和月亮都需要在用黄色括号标记的区域内。约翰·弗兰奇，艾布拉姆斯天文馆
然而，每年有两次月亮和太阳与地球在同一条线上的时期——天文学家称之为日食季节。它持续大约 34 天，足以让月球完成地球的完整轨道（然后是一些）。在每个日食季节，从地球的某些部分至少可以看到两次日食。在满月时，会发生月食，当月亮直接从地球后面经过时，会产生一个更暗、带红色的月亮。而在新月，当太阳被月亮挡住时，将会发生日食。
我们能从日食事件中学到什么吗，或者它们真的只是自然界中发生的怪事？
我们绝对可以从日食中学到东西。太阳的最外层，称为日冕，很难研究，因为它不如太阳的其他部分明亮——所以我们很难在太阳的其他部分亮度中看到它。 
在日食期间，地球上的观察者可以看到太阳的日冕。美国宇航局
当月亮挡住太阳时，我们可以看到日冕，这是著名的月亮暗盘周围光晕的视觉效果。目前，天文学家通过在称为日冕仪的望远镜上的特殊仪器中内置面具来制造人造日食来研究这一点。这很棒，但不允许最好的图片。日食让科学家有机会获得更多数据 深入研究日冕 .
我们也可以了解地球本身。在受日食影响的地区，太阳变暗会导致 温度突然下降 .在这次日食期间，美国宇航局资助的研究将着眼于日食对我们大气的影响以及陆地上发生的事情。先前的研究观察了 2001 年日食期间的动物行为，并指出 一些动物经历了他们的夜间活动 当太阳消失而其他人变得紧张时。
我们可以了解整个宇宙。不到 100 年前，日食证明了阿尔伯特·爱因斯坦对引力的预测。这一成功使他成为家喻户晓的名字。在他的 广义相对论 , 爱因斯坦曾预言 重力可以弯曲光路 .他预测的效果非常轻微，因此最好将其视为光线穿过一个非常大的天体，作为其穿越很长距离空间的一部分。
阿瑟·爱丁顿爵士 ，一位帮助进一步研究广义相对论的天文学家，他的工作是我们对恒星和黑洞的现代理解的重要组成部分，使用 日食提供的黑暗 看星星在白天经过太阳时的位置。然后他 将这些位置与他们在夜间的已知位置进行比较 .他看到了 太阳的引力使路径弯曲 ——正如爱因斯坦所预测的那样，而且数量也很准确。
月球基本上可以完全遮住太阳，这有多奇怪？
月亮和太阳刚好在 正确的距离和尺寸 至 看起来大小相同 在我们的天空。这使得月球可以完美地阻挡太阳的圆盘，同时也向我们展示了日冕。例如，从我们的角度来看，金星和水星也可以从太阳前面经过。然而，它们看起来像在太阳上移动的小斑点。 
金星在 2012 年从太阳和地球之间经过时，在左上角显示为一个小点。美国宇航局
站在月球上的人会看到地球上会发生什么？地球会变黑吗？
如果你在月球上，只有站在月球的夜晚一侧，也就是面向地球的一侧，你才能看到日食对地球的影响。你会看到一个圆形的阴影投射到地球上。这次特殊的日食将首先袭击太平洋，然后进入俄勒冈州，穿过美国到达南卡罗来纳州，最后到达大西洋。影子所走的这条路被称为整体路。
