Entstehung von Mond- und Sonnenfinsternis

Die Entstehung einer Mond- oder einer Sonnenfinsternis ist zunächst ganz einfach zu erklären:
Eine Sonnenfinsternis entsteht, wenn sich der Mond bei seiner Drehung um die Erde so vor die Sonne schiebt, daß diese von der Erde aus nicht mehr sichtbar ist.
Anders ausgedrückt: Eine Sonnenfinsternis entsteht, wenn der Mond einen Schatten auf die Erde wirft.

Deutlich zu erkennen ist, daß es auf der Erde einen Kernschatten- und einen Übergangsschattenbereich gibt (hier der Einfachheit wegen als Halbschattenbereich gezeichnet). Im Kernschattenbereich ist von der Sonne gar nichts zu sehen. In diesem Fall spricht man von einer totalen Sonnenfinsternis. Da der Mond relativ klein, seine Entfernung zur Erde dagegen relativ groß ist, erzeugt der Mond einen höchstens 200 km breiten Kernschattenbereich auf der Erde.
Im Übergangsschattenbereich ist dagegen noch ein Teil der Sonne sichtbar. Wie groß dabei der sichtbare Teil der Sonne ist, hängt davon ab, in welchem Bereich dieses Bereiches man sich befindet. Man spricht von einer teilweisen oder partiellen Sonnenfinsternis.
Aufgrund der nicht immer gleich großen Entfernung zwischen Erde und Mond kann es vorkommen, daß der Kernschattenbereich nicht ganz bis zur Erde reicht. Da man dann von der Erde aus nur  den äußeren Rand der Sonne sehen kann, spricht man von einer ringförmigen Sonnenfinsternis.

Eine Mondfinsternis entsteht, wenn sich die Erde zwischen Sonne und Mond schiebt, sodaß der Schatten der Erde auf den Mond fällt. Eine Mondfinsternis kann von der gesamten Nachtseite der Erde aus betrachtet werden. Sie dauert höchstens 1,5 Stunden.

Zu einer Sonnenfinsternis kann es wegen der notwendigen Konstellation Sonne - Mond - Erde nur kommen, wenn wir uns in einer Neumondphase befinden, zu einer Mondfinsternis kann es wegen der erforderlichen Konstellation Sonne - Erde - Mond nur in einer Vollmondphase kommen (siehe: Entstehung der Mondphasen).
Doch warum kommt es nicht bei jeder Neumondphase zu einer Sonnenfinsternis bzw. bei jeder Vollmondphase zu einer Mondfinsternis?
Der Grund hierfür liegt darin, daß die Bahn des Mondes um die Erde um etwa 5° gegenüber der Bahn der Erde um die Sonne, der sog. Ekliptik, geneigt ist. (In der folgenden Skizze ist die Mondbahnebene grün, die Ekliptik gelb eingefärbt. Der hellgrüne Teil der Mondbahnebene befindet sich oberhalb, der olivgrüne Teil der Mondbahnebene unterhalb derEkliptik.) Wegen dieser Neigung  befindet sich der Mond und damit auch der von ihm erzeugte Schatten meistens  oberhalb bzw. unterhalb der Ekliptik. Nur wenn sich der Mond nicht nur in seiner Bahn um die Erde, sondern auch gleichzeitig in der Ekliptik befindet, kann es demzufolge zu einer Finsternis kommen. Die Schnittpunkte der Mond- mit der Erdbahn werden als Knoten bezeichnet. Sie sind in der folgenden Zeichnung rot gekennzeichnet.

Die Skizze macht deutlich, daß es nur in zwei Fällen zu einer Finsternis kommen kann.
Dies wiederum legt die Vermutung nahe, daß es immer zu gleichen Zeiten im Jahr im Abstand von jeweils einem halben Jahr zu Finsternissen kommen kann. Wie eine Auflistung der letzten beobachteten und der kommenden Finsternisse zeigt, stimmt das aber nicht.
Dies ist darin begründet, daß die sog. Knotenlinie (darunter versteht man die gedachte Linie durch die beiden Knoten und die Erde) nicht immer in die gleiche Richtung zeigt, sondern sich entgegengesetzt zur Drehung der Erde um die Sonne dreht. Innerhalb eines Jahres dreht sie sich dabei um etwas weniger als  20°, für eine komplette Drehung um 360° benötigt sie 18,6 Jahre.
Wegen dieser Drehung der Knotenlinie kann es also an jeder Stelle der Erdumlaufbahn, also zu jedem beliebigen Datum, zu einer Mond- oder Sonnenfinsternis kommen.