Tranzyt Wenus przed Słońcem występuje podczas przejścia planety Wenus dokładnie pomiędzy Ziemią a Słońcem , zasłaniając niewielką część tarczy słonecznej. Podczas tranzytu Wenus można obserwować z Ziemi jako mały czarny dysk poruszający się przed Słońcem. Czas trwania takich tranzytów to na ogół kilka godzin ( w 2004 roku 6 godzin). Tranzyt jest podobny do zaćmienia Słońcaprzez Księżyc, ale chociaż Wenus jest prawie czterokrotnie większa od Księżyca, wydaje się znacznie mniejsza ze względu na większą odległość dzielącą ją od Ziemi; a także jego bliższe sąsiedztwo Słońca. Przed erą kosmiczną obserwacje tranzytów Wenus pomogły naukowcom obliczyć odległość Ziemia-Słońce przy użyciu metody paralaksy . Odległość między Słońcem a Wenus wynosi 0,72 AU. Tranzyty Wenus są jednymi z najmniej częstych przewidywalnych zjawisk astronomicznych i obecnie występują w sekwencji, która powtarza się co 243 lata, z parami tranzytów w odstępie 8 lat oddzielonych 121,5, a następnie 105,5 latami. Przed 2004 r. poprzednia para tranzytów pochodzi z grudnia 1874 r.i grudzień 1882 . Pierwszy z pary tranzytu początku XXI -go wieku miała miejsce 08 czerwca 2004 oraz dodaje się odbył 06 czerwiec 2012 . Po 2012 roku kolejne tranzyty odbędą się w 2117 i 2125 roku.
Tranzyt Wenus można bezpiecznie obserwować z takimi samymi środkami ostrożności, jak przy obserwowaniu częściowych faz zaćmienia Słońca . Mocowanie tarczy przeciwsłonecznej bez ochrony szybko prowadzi do poważnego uszkodzenia oczu, a czasem do trwałego uszkodzenia.
W większości przypadków, gdy Wenus i Ziemia są w koniunkcji , nie są one wyrównane ze Słońcem. Orbita Wenus jest nachylona o 3,4° w stosunku do orbity Ziemi i dlatego przechodzi pod (lub nad) Słońcem na niebie. Obserwowana z Ziemi Wenus w dolnej koniunkcji może znajdować się do 9,6° od Słońca, chociaż nachylenie wynosi tylko 3,4°. Ponieważ średnica kątowa Słońca wynosi około 1/2 stopnia, Wenus przechodzi nad lub pod Słońcem o ponad 18 średnic Słońca. Tranzyt ma miejsce, gdy dwie planety są w koniunkcji w momencie (lub prawie w czasie), w którym przecinają linię przecięcia ich płaszczyzn orbitalnych .
Tranzyty powtarzają się w ciągu 243 lat z parą 8-letnich oddzielnych tranzytów, po których następuje odstęp 121,5 roku, kolejna para 8-letnich oddzielnych tranzytów i odstęp 105,5 roku. Ten okres 243 lat wynika z faktu, że 243 lata syderyczne (365,25636 dni, nieco więcej niż rok tropikalny ) to 88 757,3 dni, a 395 lat syderycznych Wenus (224 701 dni) to 88 757,9 dni. Tak więc po tym okresie Wenus i Ziemia powróciły do prawie tych samych pozycji na swojej orbicie. Okres ten odpowiada 152 okresom synodycznym Wenus.
Sekwencja 105,5/8/121,5/8 nie jest jedyną możliwą w okresie 243 lat z powodu niewielkiego opóźnienia między koniunkcją a przejściem do linii węzłów . Przed rokiem 1518 występowały tylko trzy tranzyty co 243 lata po sekwencji 8/113,5/121,5, a osiem tranzytów poprzedzających 546 dzieliło 121,5 lat. Obecna sekwencja będzie trwała do 2846 r., a następnie zostanie zastąpiona sekwencją 105,5/129,5/8. Zatem okres 243 lat jest względnie stabilny, ale liczba tranzytów i ich odstępy w tym okresie zmieniają się na przestrzeni lat.
Górna koniunkcja Wenus, kiedy planeta przechodzi za Słońcem bez przesłonięcia, była jednym z eksperymentalnych testów ogólnej teorii względności . Polegała ona na pomiarze wzrostu czasu propagacji światła, gdy przechodzi ono w pobliżu dużej masy, tutaj Słońca. Eksperymentalnie zmierzono czas powrotu echa radarowego w okresie około 2 lat wokół23 stycznia 1970, data, w której wyrównanie Wenus-Słońce-Ziemia było maksymalne. Pomiary radioteleskopów w Arecibo i stogu siana stwierdzono wydłużenie tego okresu prawie do 200 ms , w doskonałej zgodzie z teorią.
W starożytności astronomowie greccy , egipscy , babilońscy i chińscy znali Wenus i rejestrowali jej ruchy. Starożytni Grecy wierzyli, że poranne i wieczorne pojawianie się Wenus odpowiada dwóm różnym obiektom, Hesperusowi – gwieździe wieczornej i Fosforowi – gwieździe porannej. Pitagorasowi przypisuje się odkrycie, że była to ta sama planeta. W IV -go wieku pne. AD , Heraclides du Pont postawił hipotezę, że Wenus i Merkury krążą wokół Słońca, a nie Ziemi. Nie ma dowodów na to, że te kultury znały tranzyty.
Wenus była ważna dla cywilizacji prekolumbijskich , w szczególności dla Majów, którzy nazwali ją Chakek , „wielką gwiazdą” i przyznali jej być może większe znaczenie niż Słońce; utożsamiali Wenus z bogiem Kukulkan (majski odpowiednik Quetzalcoatla ) i oparli swój kalendarz głównie na cyklach Wenus. W Kodeksie Drezdeńskim Majowie nakreślili pełny cykl Wenus, ale pomimo dokładnej znajomości jej ruchów, nie wspominają o tranzycie.
Poza rzadkością, zainteresowanie obserwacją tranzytu Wenus polega na tym, że umożliwia obliczenie wielkości Układu Słonecznego za pomocą metody paralaksy . Technika ta polega na pomiarze niewielkiej różnicy czasu rozpoczęcia (lub zakończenia) tranzytu obserwowanego z punktów oddalonych od powierzchni ziemi. Różnica między miejscami obserwacji umożliwia obliczenie odległości Słońce-Wenus za pomocą triangulacji .
Chociaż w XVII th wieczni astronomowie poznali obliczyć względne odległości poszczególnych planet od Słońca pod względem odległości Ziemia-Słońce (to znaczy, jednostka astronomiczna ), jednostka bazowa została nigdy dokładnie mierzone.
Johannes Kepler był pierwszym, który przewidział tranzyt Wenus na rok 1631 , ale nie został on zaobserwowany, ponieważ przewidywania Keplera nie były wystarczająco precyzyjne, aby określić, że tranzyt nie będzie widoczny z większości Europy.
Pierwsza obserwacja tranzytu Wenus została wykonana przez Jeremiah Horrocks ze swojego domu w Much Hoole pobliżu Preston w Anglii , na4 grudnia 1639 r(24 listopada według kalendarza juliańskiego obowiązującego w tym kraju). Jego przyjaciel William Crabtree obserwował tranzyt z Salford koło Manchesteru . Kepler przewidział tranzyty w 1631 i 1761 roku oraz wypas w 1639 roku . Horrocks skorygował parametry orbity Wenus ustalone przez Keplera i zauważył, że tranzyty Wenus będą miały miejsce w oddzielnych parach po 8 lat, a zatem może przewidzieć, że nastąpi to w 1639 roku . Chociaż nie był pewien dokładnej godziny, obliczył, że tranzyt rozpocznie się około godziny 15.00. Horrocks skupił obraz Słońca na ekranie za pomocą prostego teleskopu, aby bezpiecznie je obserwować. Po całym dniu czekania miał szczęście zobaczyć tranzyt, gdy chmury zasłaniające Słońce przejaśniały się o 15:15, zaledwie godzinę przed zachodem słońca. Jego pomiary pozwoliły mu na dokonanie trwałych szacunków zarówno na temat wielkości Wenus, jak i odległości Ziemia-Słońce. Jego oszacowanie odległości Ziemia-Słońce to 95,6 miliona kilometrów (0,639 AU ) - mniej więcej dwie trzecie rzeczywistej odległości, ale najdokładniejszy pomiar w tamtym czasie. Jednak obserwacje Horrocksa zostały opublikowane dopiero w 1661 roku , długo po jego śmierci.
Na podstawie obserwacji tranzytu Wenus w 1761 roku z Sankt Petersburga obserwatorium , Michaiła Łomonosowa przewiduje istnienie atmosfery na tej planecie. Łomonosow wykrył załamanie promieni słonecznych i wywnioskował, że tylko obecność atmosfery może wyjaśnić pojawienie się pierścienia światła wokół tej części Wenus, która na początku tranzytu nie miała jeszcze kontaktu z dyskiem słonecznym.
Para tranzytów z lat 1761 i 1769 została wykorzystana do precyzyjnego obliczenia wartości jednostki astronomicznej metodą paralaksy opisaną przez Jamesa Gregory'ego w Optica Promota w 1663 roku . Zgodnie z propozycją Edmonda Halleya (zmarłego wówczas od prawie dwudziestu lat) zorganizowano liczne ekspedycje do różnych miejsc na świecie w celu obserwacji tych tranzytów, zapowiadając przyszłą międzynarodową współpracę naukową. W celu obserwacji pierwszego tranzytu brytyjscy, austriaccy i francuscy naukowcy i odkrywcy (m.in. Jean Chappe ) wyjechali do takich miejsc jak Syberia , Norwegia , Nowa Fundlandia i Madagaskar . Większości udało się zaobserwować przynajmniej część tranzytu, ale najlepszy wynik osiągnęli Jeremiah Dixon i Charles Mason na Przylądku Dobrej Nadziei . Na tranzyt w 1769 roku naukowcy udali się do Zatoki Hudsona , Baja California (wówczas rządzonej przez Hiszpanię) i Norwegii, oprócz pierwszej podróży kapitana Cooka, aby przeprowadzić tę obserwację z Tahiti . Czeski astronom Christian Mayer został zaproszony przez Rosyjską Katarzynę II do obserwacji tranzytu z Petersburga , ale jego obserwacje były w większości utrudnione przez chmury. Nieszczęsny Guillaume Le Gentil spędził osiem lat podróżując po Oceanie Indyjskim, próbując obserwować dwa tranzyty, ale bez powodzenia w obu przypadkach; jego dłuższej nieobecności spowodował go stracić swoje miejsce w Akademii Nauk i jego własności, ponieważ jego listy nigdy nie przybył do Francji, został uznany za zmarłego (jego historia stała się fabuła spektaklu Le Transit de Venus przez Maureen Hunter ).
Niestety, dokładne określenie początku lub końca tranzytu było niemożliwe ze względu na „ zjawisko czarnej kropli ”. Efekt ten od dawna przypisywano grubej warstwie atmosferycznej Wenus i uznano wówczas za pierwszy dowód na istnienie tej atmosfery. Jednak co najmniej od lat 70. ustalono, że efekt ten jest instrumentalnym artefaktem, potencjalnie wzmacnianym przez turbulencje atmosfery ziemskiej lub niedoskonałości urządzeń optycznych.
Wbrew temu, co sugeruje jego tytuł, poniższe, wszechobecne w Internecie odniesienie nie wnosi nic nowego poza jeszcze jednym obserwacyjnym potwierdzeniem tego zjawiska.
W 1771 roku francuski astronom Jérôme Lalande, porównując dane z tranzytów z lat 1761 i 1769 , ustalił wartość jednostki astronomicznej na 153 miliony kilometrów (± 1 milion). Dokładność była niższa niż oczekiwano z powodu zjawiska czarnej kropli, ale była to znaczna poprawa w stosunku do obliczeń Horrocksa.
Obserwacja tranzytów z lat 1874 i 1882 umożliwiła doprecyzowanie tego wyniku. Amerykański astronom Simon Newcomb sprawdził dane z ostatnich czterech tranzytów i wydedukował wartość 149,9 ± 0,31 Gm.
Nowoczesne techniki wykorzystujące sondy kosmiczne i telemetrię radarową umożliwiły obliczenie wartości jednostki astronomicznej z dokładnością do 30 m i sprawiły, że metoda paralaksy stała się w tym kontekście przestarzała.
Tranzyt z 2004 roku wzbudził jednak zainteresowanie naukowców, którzy zmierzyli charakterystykę spadku jasności Słońca zasłoniętego przez Wenus, w celu udoskonalenia technik, które zamierzają wykorzystać w poszukiwaniu egzoplanet . Pierwotne metody wykrywania koncentrowały się na bardzo masywnych egzoplanetach (bardziej podobnych do Jowisza niż do Ziemi), których grawitacja jest wystarczająca, aby jej gwiazda oscylowała w sposób mierzalny na poziomie własnego ruchu , jej prędkości radialnej lub efektu Dopplera-Fizeau . Pomiar spadku natężenia światła podczas tranzytu jest potencjalnie bardziej czuły i umożliwiłby wykrycie mniejszych planet. Jednak pomiary te wymagają niezwykłej precyzji, np. tranzyt Wenus powoduje spadek natężenia promieniowania słonecznego o zaledwie 0,001 magnitudo , a efekt tranzytu małych egzoplanet powinien być jak najmniejszy.
Fragmenty z lat 2004 i 2012 są również interesujące dla naukowców badających atmosferę Wenus. Kiedy Wenus wchodzi i opuszcza dysk słoneczny, światło słoneczne jest załamywane przez atmosferę planety i powoduje pojawienie się halo wokół Wenus. To ta sama aureola, którą obserwował Michaił Łomonosow w 1761 roku, pozwoliła mu odkryć atmosferę Wenus. Badanie fotometrii tego halo umożliwia określenie parametrów atmosferycznych, takich jak skala wysokości czy wysokość chmur. Organizowana jest również międzynarodowa ekspedycja, aby obserwować przejście z różnych miejsc na Pacyfiku, aby uzyskać jak najwięcej obrazów halo.
Tranzyty odbywają się obecnie w czerwcu lub grudniu (patrz tabela). Daty te przesuwają się powoli przez pory roku; przed 1631 występowali w maju i listopadzie. Tranzyty na ogół przybywają parami, w odstępach co 8 lat, ponieważ czas trwania 8 ziemskich lat odpowiada prawie 13 latom Wenus, co sprowadza planety na te same względne pozycje pod koniec tego okresu. Ten zbieg okoliczności wyjaśnia tranzyty parami, ale nie jest wystarczająco precyzyjny, aby wygenerować trojaczki, ponieważ Wenus ma 22 godziny przed każdym tranzytem. Ostatni tranzyt, który nie dotarł parami, pochodzi z 1396 roku, następny będzie w 3089 roku .
| Data w połowie tranzytu | Czas ( UTC ) | Uwagi | Układ ( HM Nautical Almanac Office ) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Początek | Środowisko | Koniec | |||
| 7 grudnia 1631 | 03:51 | 05:19 | 06:47 | Przewidywane przez Keplera . | [1] |
| 4 grudnia 1639 r | 14:57 | 18:25 | 21:54 | Pierwszy tranzyt zaobserwowany przez Horrocksa i Crabtree'a . | [2] |
| 6 czerwca 1761 | 02:02 | 05:19 | 08:37 | Łomonosow obserwuje atmosferę Wenus. | [3] |
| 3 czerwca 1769 | 19:15 | 22:25 | 01:35 | Wyprawa kapitana Cooka na Tahiti. | [4] |
| 9 grudnia 1874 r. | 01:49 | 04:07 | 06:26 | Wyprawa z Pietro Tacchini do Muddapur w Indiach oraz z Jacquemart na Wyspy Campbell . | [5] |
| 6 grudnia 1882 r. | 13:57 | 17:06 | 20:15 | Z tej okazji John Philip Sousa komponuje spacer The Transit of Venus . | [6] |
| 8 czerwca 2004 | 05:13 | 08:20 | 11:26 | 2004 Venus Transit : tranzyt szeroko transmitowany na wideo przez różne media. | [7] |
| 6 czerwca 2012 | 22:09 | 01:29 | 04:49 |
2012 Venus Transit : W pełni widoczny z Hawajów, Australii, Pacyfiku i Azji Wschodniej. Początek tranzytu widzialnego w Ameryce Północnej, koniec tranzytu widzialnego w Europie Zachodniej. |
[8] |
| Data w połowie tranzytu | Czas ( UTC ) | Uwagi | Układ (Biuro almanachu żeglarskiego HM) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Początek | Środowisko | Koniec | |||
| 11 grudnia 2117 | 23:58 | 02:48 | 05:38 | W pełni widoczny ze wschodnich Chin, Japonii, Tajwanu, Indonezji i Australii. Częściowo widoczne z zachodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych, Indii, większości Afryki i Bliskiego Wschodu. |
[9] |
| 8 grudnia 2125 | 13:15 | 16:01 | 18:48 | W pełni widoczny z Ameryki Południowej i wschodnich Stanów Zjednoczonych. Częściowo widoczne z zachodnich Stanów Zjednoczonych, Europy i Afryki. |
[10] |
Czasami Wenus po prostu ociera się o dysk słoneczny podczas tranzytu. W tym przypadku możliwe jest, że niektóre regiony Ziemi widzą tylko częściowy tranzyt (brak drugiego lub trzeciego kontaktu), podczas gdy ten tranzyt jest widoczny z innych regionów.
Ostatni tranzyt tego typu pochodzi z7 grudnia 1631a następny dotyczy 13 grudnia 2611 roku .
Podobnie możliwe jest, że tranzyt będzie częściowo widoczny z niektórych regionów, podczas gdy z innych nie będzie widoczny.
Ostatnie wystąpienie takiego przypadku datuje się na 19 listopada 541 r. p.n.e. AD i następne są za 14 grudnia 2854 . Ten tranzyt 2854 (drugi z pary 2846/2854) nie może być obserwowany ze środka oświetlonej powierzchni Ziemi, będzie tylko częściowo widoczny z części półkuli południowej.
Jednoczesne występowanie o Tranzyt Merkurego i tranzyt wenus jest możliwe, ale będzie (re) występują w bardzo odległej przyszłości: następny zaplanowano na 26 lipca, 69 163, a następny w roku 224,508.
Jednoczesne wystąpienie zaćmienia Słońca z tranzytem Wenus jest możliwe, ale bardzo rzadko, kolejne jednoczesne zaćmienie z tranzytem Wenus jest zaplanowane na 5 kwietnia 15232 roku. Dzień po tranzycie Wenus3 czerwca 1769całkowite zaćmienie Słońca było widoczne z Labradora , Grenlandii i północno - wschodniej Syberii .
Najbezpieczniejszym sposobem obserwacji jest obserwacja pośrednia: rzutowanie obrazu Słońca na powierzchnię za pomocą lunety , lornetki lub kartonu z dziurką. Zjawisko to można jednak obserwować również bezpośrednio przy użyciu odpowiednich filtrów, takich jak astronomiczny filtr słoneczny pokryty warstwą chromu czy okulary do obserwacji zaćmienia Słońca.
Stara metoda używania naświetlonego czarno-białego negatywu fotograficznego lub niektórych masek spawalniczych nie jest już uważana za bezpieczną: małe niedoskonałości lub perforacje w filmie przepuszczają szkodliwe promienie UV. Podobnie kolorowy negatyw nie zawiera srebra i dlatego jest przezroczysty dla promieni podczerwonych, które mogą spalić siatkówkę. Patrzenie bezpośrednio na Słońce bez ochrony może spowodować tymczasową lub trwałą utratę funkcji widzenia poprzez uszkodzenie lub zniszczenie komórek siatkówki .
Podczas tranzytu występują cztery kluczowe momenty, kiedy obwód Wenus jest styczny do obwodu dysku słonecznego:
Piątym godnym uwagi punktem dotyczącym najdłuższych tranzytów jest sytuacja, gdy Wenus znajduje się w połowie swojej drogi przez dysk słoneczny, co wskazuje, że minęła połowa czasu trwania tranzytu.
