Trânsito de Vênus

O 2004 trânsito de Vênus

Um trânsito de Vênus em frente ao Sol ocorre quando o planeta Vênus passa diretamente entre o Sol ea Terra , ocultando uma pequena parte do disco solar. Durante um trânsito, Vênus pode ser visto a partir da Terra como um pequeno disco preto se movendo em toda a face do Sol A duração de tais trânsitos geralmente é medido em horas (o trânsito de 2004 durou seis horas). Um trânsito é semelhante a um eclipse solar pela Lua , mas, embora o diâmetro de Vênus é quase 4 vezes maior do que a Lua, Vênus parece muito menor, porque é muito mais longe da Terra. Antes de era espacial, observações de trânsitos de Vênus ajudaram os cientistas a usar o método de paralaxe para calcular a distância entre o Sol ea Terra.

Os trânsitos de Vênus estão entre os mais raros de fenômenos astronômicos previsíveis e atualmente ocorrem em um padrão que se repete a cada 243 anos, com pares de trânsitos oito anos separados separados por longos intervalos de 121,5 ano e 105,5 anos. Antes de 2004, o último par de trânsitos eram em dezembro de 1874 e dezembro de 1882. O primeiro de um par de trânsitos de Vénus no início do século 21 teve lugar em 8 de junho de 2004 (ver Trânsito de Venus, 2004) ea próxima será em 6 de junho de 2012 (ver Trânsito de Venus, 2012). Depois de 2012, os próximos trânsitos de Vénus será em dezembro 2117 e dezembro 2125.

Um trânsito de Vênus pode ser observado com segurança, tomando as mesmas precauções que ao observar as fases parciais de um eclipse solar . Olhando para o disco brilhante do Sol (o fotosfera) com o olho desprotegido pode rapidamente provocar lesões oculares graves e muitas vezes permanente.

Conjunções

Diagrama dos trânsitos de Vênus eo ângulo entre os planos orbitais de Vênus e da Terra

Normalmente, quando a Terra e Vênus estão em conjugado que não estão alinhadas com o Sun. Órbita de Vénus é inclinada em 3,4 ° para a Terra de modo que parece passar por baixo (ou mais) do Sol no céu. Trânsitos ocorrem quando os dois planetas que ser em conjunto em (ou muito perto) a linha onde seus planos orbitais atravessar. Embora a inclinação é de apenas 3,4 °, Vénus pode ser, tanto quanto 9,6 ° a partir do Sol, quando visto a partir da Terra em conjunção inferior. Uma vez que o diâmetro angular do Sol é de cerca de meio grau, Vênus pode aparecer para passar acima ou abaixo da Sun por mais de 18 diâmetros solares durante um conjunto comum.

Sequências de trânsitos ocorrem em um padrão que se repete a cada 243 anos, com trânsitos que ocorrem após oito anos seguidos de um intervalo de 121,5 anos, então um intervalo de oito anos e depois outro longo intervalo de 105,5 anos. O padrão se repete cada 243 anos, porque 243 períodos siderais orbitais da Terra (365,25636 dias - um pouco mais do que o ano tropical) é 88.757,3 dia, e 395 períodos siderais orbitais de Venus (224,701 dia) é de 88.756,9 dias. Assim, após este período, tanto Vênus e Terra retornaram a quase o mesmo ponto em cada uma de suas respectivas órbitas. Este período de tempo corresponde a 152 sinódicos períodos de Venus.

O padrão de 105,5, 8, 121,5 e 8 anos não é o único padrão que é possível dentro do ciclo de 243 anos, devido à pequena diferença entre os tempos em que a Terra e Vênus chegar ao ponto de conjunção. Antes de 1518, o padrão de trânsitos foi de 8, 113,5 e 121,5 anos, e os oito lacunas inter-trânsito antes do trânsito 546 foram 121,5 anos de intervalo. O padrão atual continuará até 2846, quando será substituído por um padrão de 105,5, 129,5 e 8 anos. Assim, o ciclo de 243 anos é relativamente estável, mas o número de fluxos de trânsito e de temporização dentro do seu ciclo irá variar ao longo do tempo.

História antiga

Antigo grego , egípcio , babilônico , e chineses observadores sabia de Venus e gravou movimentos do planeta. Os antigos gregos pensavam que a tarde ea manhã aparições de Vênus representou dois objetos diferentes, Hesperus - a estrela da noite e fósforo - a estrela da manhã. Pitágoras é creditado com a perceber que eles eram o mesmo planeta. No século 4 aC, Heraclides Ponticus propôs que ambos Vênus e Mercúrio orbita o Sol em vez de terra. Não há evidências de que qualquer uma destas culturas sabia dos trânsitos. Venus foi importante para antigas civilizações americanas, em particular para o Maya , que o chamou de Noh Ek, "a Grande Estrela" ou Xux Ek, "a estrela da vespa"; Venus encarna na forma do deus Kukulkán (também conhecidos ou relacionados com a Gukumatz e Quetzalcoatl em outras partes do México). No Códice de Dresden, o ciclo completo Maya gráfico de Vênus, mas apesar de seu conhecimento preciso do seu curso, não há nenhuma menção do trânsito.

Observações modernas

Medir o tempo de trânsito de Vênus para determinar a paralaxe solar,

Além de sua raridade, o interesse científica original em observar um trânsito de Vénus se que podia ser usado para determinar o tamanho do sistema solar , empregando o método de paralaxe. A técnica é fazer observações precisas da ligeira diferença no tempo de tanto o início ou o fim do trânsito a partir de pontos amplamente separados na superfície da Terra. A distância entre os pontos sobre a terra pode, então, ser utilizada como uma linha de base para o cálculo da distância de Vénus e ao Sol através triangulação.

Apesar pelos astrônomos do século 17 poderia calcular a distância relativa de cada planeta a partir do Sol em termos de distância da Terra ao Sol (uma unidade astronômica), um valor absoluto exato desta distância não havia sido calculado.

Apesar Johannes Kepler ser o primeiro a prever um trânsito de Vênus em 1631, ninguém na Europa observa-se porque as previsões de Kepler não eram suficientemente precisas para prever que o trânsito não seria visível na maior parte da Europa.

Jeremiah Horrocks faz a primeira observação do trânsito de Vênus em 1639.

O 1882 trânsito de Vênus.

A primeira observação científica europeia de um trânsito de Vênus foi feita por Jeremiah Horrocks de sua casa em Muito Hoole, perto Preston na Inglaterra , em 04 de dezembro 1639 ( 24 de novembro sob o Calendário juliano então em uso na Inglaterra). Seu amigo, William Crabtree, também observou este trânsito a partir de Salford, perto de Manchester . Kepler tinha predito trânsitos em 1631 e 1761 e uma falta próxima em 1639. Horrocks corrigido Kepler cálculo 's para a órbita de Vênus e percebeu que o trânsito de Vênus aconteceria em pares oito anos de intervalo, e assim previu o trânsito em 1639. Embora ele era incerto o tempo exato, ele calculou que o trânsito era para começar em cerca de 3:00. Horrocks focou a imagem do sol através de um simples telescópio sobre uma folha de cartão, onde a imagem pode ser observada de forma segura. Depois de observar a maior parte do dia, ele teve a sorte de ver o trânsito como nuvens obscureciam a Sun limpou a cerca de 15:15, apenas meia hora antes de anoitecer. Observações Horrocks 'permitiu-lhe dar um palpite bem informado quanto ao tamanho de Vênus, bem como fazer uma estimativa da distância entre a Terra eo Sol Ele estimou que a distância do Sol a partir da Terra a 59.400 mil milhas (95,6 Gm, 0,639 AU) - cerca de metade do tamanho correto de 93.000 mil milhas (149.600 mil km), mas um número mais preciso do que qualquer sugeriu até aquele momento. No entanto, as observações Horrocks 'não foram publicados até 1661, bem depois de sua morte.

Com base em sua observação do trânsito de Vênus de 1761 do Petersburg Observatory, Mikhail Lomonosov previu a existência de uma atmosfera em Vênus. Lomonosov detectou a refração dos raios solares, observando o trânsito e inferir que apenas refração através de uma atmosfera poderia explicar o aparecimento de um anel de luz ao redor da parte de Venus que ainda não tinha entrado em contacto com o disco do Sol durante a fase inicial de trânsito.

O par de trânsito de 1761 e 1769 foram utilizados para tentar determinar o valor preciso do unidade astronômica (UA), utilizando paralaxe. Este método de determinação da UA foi descrita pela primeira vez por James Gregory em Optica Promota em 1663. Na sequência da proposta apresentada pela Edmond Halley (que havia morrido quase vinte anos antes), numerosas expedições foram feitas para várias partes do mundo, a fim de observar esses trânsitos; um dos primeiros exemplos de colaboração científica internacional. Em uma tentativa de observar o primeiro trânsito do par, os cientistas e exploradores da Grã-Bretanha, Áustria e França viajou para destinos em todo o mundo, incluindo Sibéria, Noruega , Terra Nova e Madagascar . Mais conseguiu observar, pelo menos, parte do transporte, mas excelentes leituras foram feitas em particular por Jeremiah Dixon e Charles Mason no Cabo da Boa Esperança. Para os 1.769 cientistas de trânsito viajou para a baía de Hudson , Baja California (então sob controle espanhol) e da Noruega, bem como a primeira viagem de Captain Cook , a fim de observar o trânsito de Tahiti. O astrónomo checo Christian Mayer foi convidado por Catarina, a Grande para observar o trânsito em São Petersburgo , mas suas observações foram principalmente obscurecida por nuvens. O infeliz Guillaume Le Gentil passou oito anos viajando em uma tentativa de observar um dos trânsitos; sua jornada sem sucesso o levou a perder sua esposa e posses e que está sendo declarado morto (os seus esforços se tornou a base da peça Trânsito de Venus por Maureen Hunter).

O "efeito de gota negra" visível durante o trânsito 2004

Infelizmente, foi impossível para o tempo o momento exato do início e fim do trânsito devido ao fenômeno conhecido como o " . efeito de gota negra "O efeito de gota negra foi pensado para ser devido à espessa atmosfera de Vênus, e, inicialmente, realizou-se de ser a primeira evidência real de que Vénus tinha uma atmosfera, porém estudos recentes demonstram que é um efeito ótico causado por a mancha da imagem de Venus por turbulência na atmosfera da Terra ou imperfeições no aparelho de visualização.

Em 1771, usando os dados combinados 1761 e 1769 de trânsito, o astrônomo francês Jérôme Lalande, calculou a unidade astronômica para ter um valor de 153 milhões de quilômetros (± 1 milhões de km). A precisão foi menor do que esperado devido ao efeito de gota negra, mas ainda assim uma melhoria considerável em cálculos Horrocks '. Observações de trânsito em 1874 e 1882 permitiram que esse valor seja ainda mais refinado. Várias expedições foram enviadas para o Kerguelen Archipelago para os 1.874 observações. O astrônomo americano, Simon Newcomb, combinaram os dados dos últimos quatro trânsitos e derivado um valor de 149.590 mil km (± 0.310 mil km). As técnicas modernas, tais como sonda espacial telemetria e radar observações de sistemas solares objetos, têm permitido um valor preciso para a unidade astronômica ser calculadas (com uma precisão de ± 30 m), e assim negada a necessidade de cálculos de paralaxe.

Houve no entanto uma boa dose de interesse no trânsito de 2004, como os cientistas tentaram medir o padrão de luz de escurecimento como Venus bloqueou parte da luz do Sol, a fim de refinar as técnicas que eles esperam usar em busca de planetas extra-solares . Os métodos atuais de procura de planetas que orbitam outras estrelas só funcionam para alguns casos: planetas que são muito grandes ( Júpiter -como, não Earth-like), cuja gravidade é forte o suficiente para balançar a estrela suficientemente para nós para detectar mudanças em movimento próprio ou Mudanças de turno Doppler em velocidade radial, Júpiter ou Netuno planetas do tamanho muito perto de sua estrela-mãe, ou por meio de microlente gravitacional por planetas que passam na frente de estrelas de fundo com a separação estrela planeta-mãe comparável ao Anel de Einstein. Medindo a intensidade da luz durante o curso de um trânsito, como os blocos planeta fora alguma da luz, é potencialmente muito mais sensíveis, e pode ser utilizado para encontrar planetas menores. No entanto, a medição extremamente precisa é necessário: por exemplo, o trânsito de Vênus faz com que a luz do Sol a cair por um mero 0,001 magnitude, eo escurecimento produzido por pequenos planetas extra-solares será semelhante minúsculo.

Trânsitos passados e futuros

William Crabtree durante a primeira observação do trânsito de Vênus.

Trânsitos pode ocorrer atualmente só em Junho ou Dezembro (ver tabela). Estas datas estão lentamente ficando mais tarde; antes de 1631, eles foram em maio e novembro. Trânsitos ocorrem geralmente em pares, em quase a mesma data de oito anos de intervalo. Isto é porque o comprimento de oito anos terrestres é quase o mesmo que 13 anos de Vénus, de modo a cada oito anos os planetas estão em aproximadamente as mesmas posições relativas. Este conjunto aproximado geralmente resulta em um par de trânsitos, mas não é suficientemente precisa para produzir um trio, já que Venus chega 22 horas antes de cada vez. O último trânsito para não ser parte de um par estava em 1396. A próxima será em 3089; em 2854 (a segunda do par 2846/2854), embora Vênus só vai perder o Sol como visto a partir do centro da Terra, um trânsito parcial será visível de algumas partes do hemisfério sul.

Pastejo e simultâneos trânsitos

Às vezes Venus única pasta do Sol durante o trânsito. Neste caso, é possível que, em algumas áreas da Terra uma passagem completa pode ser visto, enquanto em outras regiões há apenas uma passagem parcial (não segundo ou terceiro contacto). A última trânsito deste tipo foi em 06 de dezembro, 1631, eo próximo esse trânsito ocorrerá no 13 de dezembro de 2611. É também possível que um trânsito de Vénus pode ser visto em algumas partes do mundo como uma passagem parcial, enquanto em outros Vénus falha o Sol Tal trânsito última ocorreu em 19 de novembro de 541 aC, ea próxima trânsito deste tipo ocorrerá em 14 de dezembro de 2854.

A ocorrência simultânea de uma trânsito de Mercúrio e um trânsito de Vênus é possível, mas apenas em um futuro distante. Tal evento próxima ocorrer em 26 de julho de 69.163, e novamente em 224508. A ocorrência simultânea de um eclipse solar e um trânsito de Vênus é actualmente possível, mas muito raro. O próximo eclipse solar ocorre durante um trânsito de Vênus estará em 5 de abril de 15232. O dia após o trânsito de Vênus em 3 de Junho de 1769 havia um eclipse solar total, que era visível na América do Norte, Europa e Norte da Ásia.

Observando

Eclipse visualização vidros podem ser utilizados para observar o trânsito.

A maneira mais segura para observar o trânsito é projetar a imagem do Sol através de um telescópio , binóculos , ou pinhole em uma tela, mas o evento pode ser visto a olho nu usando filtros especificamente projetados para esta finalidade, tais como energia solar astronómico filtrar com um camada depositada a vácuo de crómio , óculos de visualização do eclipse, ou Grau 14 vidro de soldador. Um método anterior de usar o preto-e-branco exposto filme como um filtro não é mais considerado como seguro, como pequenas imperfeições ou lacunas no filme pode permitir que os raios UV nocivos para passar. Além disso, o filme colorido processados (ao contrário do filme em preto-e-branco) não contém prata, e é transparente para infra-vermelhos. Isto pode resultar em queimaduras na retina. Observar o Sol diretamente, sem filtros pode causar uma perda temporária ou permanente da função visual, pois pode danificar ou destruir retina células.

Há quatro nomeados "contactos" durante o trânsito - momentos em que a circunferência de Venus toca a circunferência do Sol, em um único ponto:

1. Primeiro contato (ingresso externo): Vênus é totalmente fora do disco do Sol, movendo-se para dentro
2. Segundo contato (ingresso interno): Vênus é inteiramente dentro do disco do Sol, movendo-se mais para dentro
3. Terceiro contato (saída interna): Vênus é inteiramente dentro do disco do Sol, movendo-se para fora
4. Quarta contato (saída externa): Vênus é totalmente fora do disco do Sol, movendo-se para fora.

Um quinto ponto é que o nome de maior trânsito, quando Vênus está no meio de seu caminho através do disco do Sol e que marca o ponto médio no tempo do trânsito.