Печать

Транзит Венеры по Солнечному диску

Автор: Центр "Cвет". Опубликовано в категории Просветительская работа

ТРАНЗИТ ВЕНЕРЫ В 2012 ГОДУ

Прохождение Венеры по диску Солнца — имеет место тогда, когда планета Венера находится точно между Солнцем и Землёй, закрывая собой крошечную часть солнечного диска. При этом планета выглядит с Земли как маленькое чёрное пятнышко, перемещающееся по Солнцу. Продолжительность прохождения обычно составляет несколько часов (в 2004 году оно длилось 6 часов). В то же время, это одно из самых редких предсказуемых астрономических явлений.

Транзиты Венеры происходят парами, которые каждый раз их разделяет более столетия. Каждые 243 года повторяются 4 прохождения: два зимой (через 8 лет), затем долгий промежуток в 121,5 год, и ещё два летом (опять через 8 лет). Например, предыдущие зимние прохождения произошли 9 декабря 1874 года и 6 декабря 1882 года. Недавнее прохождение случилось в 2004 году, 8 июня, а следующее состоится 6 июня 2012. Последующие прохождения будут только в 2117 и 2125 годах, опять в декабре.

ТРАНЗИТ ВЕНЕРЫ В 2012 ГОДУРедкость такого явления объясняется тем, что плоскости вращения Земли и Венеры не совпадают. Угол наклона плоскости орбиты Венеры к эклиптике (плоскость орбиты Земли) составляет 3 градуса 40 минут. Время полного оборота вокруг солнца для Земли равняется 365,3 дням, а для Венеры - 224,7 дням. Таким образом, каждые 583,9 дня Земля обгоняет Венеру. Но в основном этот обгон происходит при таком положении Венеры, когда она находится над плоскостью эклиптики, или же под нею. В такие дни земляне могут наблюдать Венеру под солнечным диском, или, соответственно, над ним. И только в двух точках эклиптики происходит встреча двух планет на одной линии. При этом расстояние между планетами становится минимальным.

Последовательность прохождений повторяется каждые 243 года, по два (через 8 лет) с промежутками 121,5 и 105,5 лет. Это объясняется тем, что 243 сидерических орбитальных периодов Земли (каждый — по 365,25636 дня, что чуть больше тропического года) составляют 88 757,3 дня, и 395 сидерических орбитальных периодов Венеры (224,701 дня) составляют 88 756,9 дня. Таким образом, через этот промежуток времени и Венера, и Земля возвращаются почти на ту же точку в своих орбитах. Этот период соответствует 152 синодическим периодам Венеры.

Последовательность промежутков «105,8 — 8 — 121,5 — 8» — не единственная возможная в 243-летнем цикле вследствие небольших несоответствий в периодах возвращения планет к точкам соединения. До 1518 года эта последовательность выглядела как «8 — 113,5 — 121,5», а до 546 года произошло 8 прохождений, промежутки между которыми равнялись 121,5 году. Существующая сейчас последовательность сохранится до 2846 года, после чего её сменит другая: «105,5 — 129,5 — 8». Получается, что период в 243 года относительно стабилен, но число прохождений внутри него и длительность промежутков могут меняться с течением времени.

Венера всегда была важным объектом для древних цивилизаций. Древние греки, египтяне, вавилоняне и китайцы знали о Венере и записывали её движение. Греки считали, что утренние и вечерние появления Венеры представляют разные «звёзды»: Веспер — вечерняя звезда, а Фосфор — утренняя звезда. Предполагается, что пифагорейцы первыми поняли, что это один и тот же объект. В IV веке до н. э. Гераклид Понтийский предположил, что Венера и Меркурий вращаются вокруг Солнца, а не вокруг Земли. Майя, которые называли Венеру «Нох Эк» — «Великая звезда» или «Ксукс Эк» — «Звезда Осы» верили, что Венера олицетворяет бога Кукулькана (также известного как Гукумац или Кетцалькоатль в других частях древней Центральной Америки). В рукописях майя описан полный цикл движений Венеры. Но, несмотря на доскональные знания о планете, у майя, как и других древних цивилизаций, свидетельств о том, что они знали о прохождениях Венеры, нет. При всей незаурядности этого события, в транзите Венеры 2012 года не было бы ничего необычного, если бы не одно обстоятельство. Ось симметрии земного сектора, из которого возможно наблюдение транзита, является меридианом Нан-Мадола. Главными событиями во время явления являются контакты, по аналогии с контактами во время кольцевого солнечного затмения. Прохождения начинается с контакта I, когда диск планеты с внешней стороны касается диска Солнца. Вскоре после контакта I планету можно видеть как небольшое углубление вдоль солнечного лимба. Весь диск планеты впервые становится виден в момент контакта II, когда планета касается Солнца с внутренней стороны. В течение нескольких следующих часов силуэт планеты медленно пересекает сверкающий солнечный диск. В момент контакта III планета достигает противоположного края диска и снова касается Солнца изнутри. Наконец, финальным моментом прохождения становится контакт IV, когда планета последний раз касается Солнца извне. Контакты I и II обозначают фазу, называемую ingress (вхождение), контакты III и IV известны как egress (схождение).
Линии контактов могут быть отображены на поверхности Земли и будут обозначать точки на поверхности нашей планеты, в которых начинается или заканчивается та, или иная фаза транзита. Эти четыре линии (на рисунке показаны белым цветом) делят Землю на четыре зоны. Первая - зона, где транзит Венеры вообще не наблюдается (на рисунке самая темная). Вторая и третья (более светлые)– зоны, где наблюдение транзита возможно, но из-за того, что он начнется в определённых областях этих зон до рассвета и продолжится после заката, будет виден не везде. И только в четвертой зоне (самая светлая), образованной пересечением двух предыдущих зон, транзит Венеры будет наблюдаться в полной мере.

Наблюдение транзита

Поскольку видимый диаметр Венеры во время прохождения приблизительно равен одной угловой минуте, её можно будет увидеть на фоне Солнца и без увеличительных средств (но при использовании солнечного фильтра). Тем не менее, размер планеты будут составлять только 1/32 видимого диаметра Солнца, поэтому бинокль или небольшой телескоп на малом увеличении позволят увидеть гораздо более интересную картину. Разумеется, бинокль или телескоп должны быть иметь солнечный фильтр, чтобы не повредить глаза солнечным излучением. Требования к визуальным и фотографическим наблюдениям прохождения идентичны требованиям при обычных наблюдениях Солнца. Любители могут принести пользу науке, отмечая время контактов при вхождении и схождении. Наблюдательная техника и оборудование аналогична той, что используется при наблюдении лунных покрытий. Поскольку невнимательное наблюдение часто увеличивает неопределенность времени контактов, следует указывать возможную погрешность, связанную с каждой временной позицией.

Частота транзитов

Наклон орбиты Венеры по отношению к земной орбите составляет 3.4°. Она пересекает эклиптику в двух точках, называемых узлами, которые соответствуют положению Земли в начале июня и декабря. Если Венера проходит через верхнее соединение с Солнцем в это время, происходит транзит. Хотя период обращения Венеры вокруг Солнца составляет всего 224.7 дней, её синодический период (от соединения до соединения) равен 583.9 дням. Из-за наклона орбиты большая часть верхних соединений не даёт транзита, поскольку планета проходит слишком далеко сверху или снизу эклиптики и не пересекает диск Солнца. В настоящее время транзиты Венеры возникают через следующие интервалы: 8, 105.5, 8, 121.5 лет. Со времени изобретения телескопа (1610 г.) произошло лишь шесть транзитов Венеры (таблица 2):

 

 

 

Таблица 2

 

 

Прохождения Венеры: 1601-2200 гг.

 

Дата Универсальное время Мин. расст. от ценра Солнца
07 декабря 1631 г 05:19 939"
04 декабря 1639 г 18:26 524"
06 июня 1761 г 05:19 570"
03 июня 1769 г 22:25 609"
09 декабря 1874 г 04:07 830"
06 декабря 1882 г 17:06 636"
08 июня 2004 г 08:20 627"
06 июня 2012 г 01:28 554"
11 декабря 2117 г 02:48 724"
08 декабря 2125 г 16:01 733"

После транзита Венеры в 2012 году следующей пары прохождений в 2117 и 2125 гг. придётся ждать более 100 лет. В течение 6000 лет от 2000 до н.э до 4000 н.э произойдёт 81 транзит Венеры.

История транзитов

Когда Йоганн Кеплер опубликовал в 1627 г. Рудольфинские таблицы движений планет, он с их помощью смог сделать детальные и сравнительно точные расчёты будущих положений планет, в том числе их интересные комбинации и построения. К своему удивлению, он открыл, что как Меркурий, так и Венера должны пройти по диску Солнца в конце 1631 г. Кеплер не дожил до этих прохождений, однако, пользуясь его данными, французский астроном Пьер Гассенди стал первым человеком, наблюдавшим транзит Меркурия. Месяцем позже он попытался увидеть прохождение Венеры, но, как показывают современные расчёты, его не было видно в Европе. Хотя прогнозы Кеплера говорили, что очередное прохождение Венеры будет только в следующем столетии, талантливый молодой английский астроном-любитель Джереми Хоррокс полагал, что следующий транзит может состояться в 1639 г. Его расчёты были завершены всего за месяц до самого явления, поэтому у него оказалось мало времени на то, чтобы оповестить мир об этих результатах. По-видимому, Хоррокс и его друг Уильям Крабтри, были единственными людьми, видевшими транзит Венеры 4 декабря 1639 г. Их наблюдения позволили им аккуратно измерить видимый диаметр планеты. К сожалению, Хоррокс и Крабтри умерли в молодом возрасте, так и не раскрыв полностью свой потенциал.

Спустя почти сорок лет молодой Эдмунд Галлей, находившийся на острове Св. Елены и работавший над каталогом звёзд южного полушария, пронаблюдал в 1677 г. прохождение Меркурия. Галлей понимал, что данные точного хронометража транзитов можно использовать для определения расстояния Земли до Солнца. Основой данной техники являлись наблюдения с удалённых точек земного шара. Эффект параллакса для двух удалённых наблюдателей мог бы позволить им определить абсолютную шкалу расстояний для всей Солнечной системы. Прохождения Венеры для этой цели подходили лучше, чем прохождения Меркурия, поскольку Венера ближе к Земле и, следовательно, показывает больший параллакс. Галлей призвал будущие поколения организовать большие экспедиции в разные стороны Земли с целью наблюдений транзитов 1761 и 1769 гг.

При этих прохождениях было организовано большое количество экспедиций, но результаты были разочаровывающими. Точный хронометраж оказался невозможен из-за загадочного эффекта "черной капли", при котором край диска Венеры словно деформировался и прилипал к солнечному лимбу. Несмотря на эти результаты, ещё одна большая наблюдательная кампания была организована многими странами при прохождениях Венеры в 1874 и 1882 гг. И снова эффект "черной капли" снизил точность наблюдений и последущее определение расстояния Земли до Солнца. Современный анализ тех результатов показывает, что "черная капля" стала результатом зрительных эффектов из-за турбуленции в земной атмосфере.

Сегодня расстояние до Солнца и планет можно измерить с высочайшей точностью при помощи радара, поэтому прохождения 2004 и 2012 г. не представляют особой научной значимости. Тем не менее, они остаются исключительно редкими явлениями, имевшими большую научную ценность в дни становления современной астрономии.

 


При подготовке страницы использовались материалы сайтов:

 

Вперед в прошлое: http://geolines.ru

 

Eclipse Home Page: http://sunearth.gsfc.nasa.gov/eclipse/eclipse.html

FORM_HEADER


FORM_CAPTCHA
FORM_CAPTCHA_REFRESH