Nhật thực và nguyệt thực là hai hiện tượng thiên văn hiếm gặp nhưng không xảy ra đơn lẻ. Chúng xuất hiện theo chu kỳ gọi là mùa thiên thực, mỗi năm thường có hai mùa, kéo dài khoảng 31-37 ngày. Năm nay, các mùa thiên thực diễn ra từ 17/2-3/3 và 12-28/8.

Mọi hiện tượng nhật thực và nguyệt thực đều nằm trong mùa thiên thực, bởi chúng chỉ xảy ra khi Mặt Trăng ở pha trăng non (đối với nhật thực) hoặc trăng tròn (đối với nguyệt thực), thời điểm Trái Đất, Mặt Trăng và Mặt Trời nằm thẳng hàng – hiện tượng gọi là syzygy.

Theo NASA, mùa thiên thực hình thành khi sự thẳng hàng này diễn ra gần mặt phẳng quỹ đạo Trái Đất quanh Mặt Trời – hay còn gọi là mặt phẳng hoàng đạo, vốn xác định đường đi biểu kiến của Mặt Trời trên bầu trời. Khi trăng non trùng với mùa thiên thực, bóng Mặt Trăng có thể phủ xuống Trái Đất tạo ra nhật thực. Ngược lại, nếu trăng tròn rơi vào cùng giai đoạn này, Mặt Trăng có thể đi vào bóng Trái Đất, hình thành nguyệt thực.

Mặc dù trăng non và trăng tròn lặp lại theo chu kỳ 29,5 ngày, thiên thực không xảy ra hàng tháng. Nguyên nhân là quỹ đạo Mặt Trăng nghiêng khoảng 5 độ so với mặt phẳng hoàng đạo. Vì vậy, phần lớn các lần trăng non và trăng tròn đều lệch khỏi vị trí thẳng hàng hoàn hảo cần thiết để tạo ra thiên thực.

Yếu tố then chốt nằm ở hai điểm gọi là nút Mặt Trăng – nơi quỹ đạo nghiêng của Mặt Trăng cắt mặt phẳng hoàng đạo. Mùa thiên thực bắt đầu khi Mặt Trời tiến gần các nút này. Trong khoảng một tháng, điều kiện hình học trở nên thuận lợi để xuất hiện cả nhật thực và nguyệt thực. Khi Mặt Trời rời xa nút, mùa thiên thực kết thúc. Theo tính toán dài hạn của NASA, các nút Mặt Trăng dịch chuyển dần về phía tây khoảng 19,3 độ mỗi năm, khiến mùa thiên thực lùi khoảng 19 ngày mỗi năm.

Khi một mùa thiên thực khởi đầu, khả năng xuất hiện một cặp thiên thực gần như chắc chắn. Nếu nhật thực xảy ra trước, khoảng hai tuần sau sẽ đến nguyệt thực; đôi khi thứ tự đảo ngược. Cá biệt có mùa xuất hiện ba lần thiên thực, song phổ biến nhất vẫn là hai.

Mùa thiên thực đầu tiên bắt đầu ngày 17/2 với nhật thực hình khuyên, khi Mặt Trăng che 96% Mặt Trời, tạo nên “vòng lửa” kéo dài tối đa 2 phút 20 giây. Hiện tượng này chỉ quan sát rõ tại một khu vực nhỏ ở Nam Cực; một số nơi ở đông nam châu Phi và Nam Mỹ có thể thấy nhật thực một phần. Ngày 3/3, nguyệt thực toàn phần sẽ diễn ra trong 58 phút 18 giây, quan sát tốt tại Đông Á, Australia, Thái Bình Dương và phía tây Bắc Mỹ.

Mùa thiên thực thứ hai của năm bắt đầu ngày 12/8 với nhật thực toàn phần, quan sát rõ ở Greenland, Iceland và miền bắc Tây Ban Nha; nhiều khu vực châu Âu, Bắc Phi và Bắc Đại Tây Dương sẽ thấy một phần. Ngày 28/8, nguyệt thực một phần xuất hiện, thuận lợi cho người quan sát tại Bắc Mỹ, Nam Mỹ, châu Âu và châu Phi.