10 fantastiska fakta om Venus transit

En transit i astronomiska termer är när en himmelsk kropp passerar framför en annan sådan att vi, sett från jorden, kan se en rörelse över den andra i bakgrunden. Månen transiterar framför solen under en solförmörkelse, till exempel. Mycket mer sällsynt än en solförmörkelse är planeten Venus som transiterar solen. Den sista gången detta skedde var 2004. Men du har tur! Nästa transitering av Venus kommer att inträffa i år! Den 5 juni till 6 juni 2012 kommer de som är placerade på rätt plats på jorden och med klar himmel att få se denna mycket sällsynta händelse. Det bästa stället att se transiteringen kommer att vara i Stilla havet. Ön Tahiti är idealisk för dem som vill resa för att se det hända och ön förbereder många "astronomiturister" för att åka dit för att se transiteringen. Transporterna kommer att ses från Europa och Nordamerika. De flesta av Sydamerika och västra Afrika kommer inte att kunna se transiteringen. Vad en observatör kommer att se är en liten svart punkt (Venus) som passerar framför solen. Beroende på var du befinner dig på jorden för att se transiteringen, kan du se att pricken går långsamt över solen i flera timmar.

Sekvenser av transiter förekommer i ett mönster som upprepas var 243 år, med transiter som uppträder åtta år från varandra följt av ett gap på 121,5 år, sedan ett klockslag på åtta år (2012-transiteringen avslutas den senaste åttaårsperioden från transiteringen 2004) och sedan en annan lång klyfta på 105,5 år till nästa transitering. Så för dem som saknar Venus transitering i juni, måste du leva för att vara väldigt gammal för att fånga nästa par transiter (2117 och 2125). För att se om du kan se en del eller hela 2012 Venus transitering, gå här (varning - kan behöva snabb internetuppkoppling).

10

Första historiska observationer

När Galileo uppfann sitt första teleskop år 1609 kom den första chansen att observera en Venus transit genom att använda moderna optiska enheter med transiterna 1631 och 1639. Fem år före 1631-transiten, år 1627, blev Johannes Kepler den första personen som förutspådde en transitering av Venus. Kepler förutspådde framgångsrikt 1631-händelsen. Kepler kunde emellertid inte bestämma vart som skulle vara den bästa platsen för att observera transiteringen, och insåg han inte att i 1631 skulle transiteringen inte observeras i det mesta av Europa. Därför gjorde ingen arrangemang att resa till där de kunde se det, och denna transit missades.

Lyckligtvis, 8 år senare den 4 december 1639, blev en ung amatör astronom med namnet Jeremiah Horrocks den första personen i modern historia för att förutsäga, observera och registrera en Venus transitering. Horrocks korrigerade Keplers tidigare beräkningar och insåg vad vi nu vet om Venus-transiter, att de förekommer åtta år ifrån varandra efter lång tid (väldigt länge) väntar. Det är vanligt att han utförde sina observationer från Carr House i High Hoole, nära Preston England. Horrocks berättade också sin vän, en annan amatörstjärnone vid namn William Crabtree, om den kommande förutspådda transiteringen och han upptäckte också planetens silhuett på solskivan. Crabtree troligen observerades nära Broughton, Manchester England. Även om Horrocks var osäker när transiteringen skulle börja, hade han turen att gissa tiden så att han kunde observera en del av det. Han använde ett teleskop för att skina bilden på ett vitt kort, så att han observerade säkert transitt utan att skada ögonen. Med hjälp av hans observationsdata uppnådde Horrocks den bästa beräkningen för en astronomisk enhet (AU).

9

Används för att beräkna en astronomisk enhet

Ett hundra tjugotvå år senare kom de kommande åtta åriga Venus-transiterna. Under den tiden hade den noterade astronomen Edmond Halley (av Halleys kometfame) föreslagit att forskare kunde få en exakt uppskattning av avståndet mellan jorden och solen (en astronomisk enhet eller AU) med hjälp av parallaxens vetenskapliga princip. Parallax är skillnaden i det synliga läget för ett objekt som ses längs två olika synfält och mäts av lutningens vinkel eller halvvinkel mellan de två linjerna. Halley motiverade korrekt att om Venustransitionen sågs och mättes från mycket avlägsna punkter på jorden, att de kombinerade mätningarna, som använder parallax, skulle kunna användas (med trigonometri) för att beräkna det faktiska avståndet mellan jorden och solen (AU). Fram till den tiden använde forskarna Horrocks beslutsamhet av AU, men insåg att de behövde många mer noggranna observationer för att få en mer sannolik beräkning.

Således lanserade venustransitema 1761 och 1769 en oöverträffad våg av vetenskapliga observationer till världens yttersta punkter. Detta var ett av de tidigaste exemplen på internationellt vetenskapligt samarbete. Att få (och överleva resan) till dessa platser var lika mycket ett äventyr som att få de första noggranna uppgifterna för en Venus transitering. Forskare, mestadels från England, Frankrike och Österrike, reste till platser så långt ifrån varandra som Newfoundland, Sydafrika, Norge, Sibirien och Madagaskar. I Sydafrika erhölls mycket goda mätningar av Jeremiah Dixon och Charles Mason som senare skulle fortsätta att lägga till deras namn på den historiska Mason-Dixon-linjen i USA. Noterade punkter i världen för 1769 transitering ingår Baja, Mexiko; Sankt Petersburg, Ryssland; Philadelphia Pennsylvania, USA; Hudson Bay, Kanada; och från Tahiti observerade den stora brittiska explorer Captain Cook transiteringen från en plats som han kallade "Point Venus".

Med hjälp av data som erhållits från de två transiterna beräknade franska astronomen Jérôme Lalande den astronomiska enheten att ha ett värde på 153 miljoner kilometer. Beräkningen var en betydande förbättring av Horrocks 'beräkningar från 1639 observationer.Den moderna mätningen för en AU är 149 miljoner kilometer (92,955,807.3 miles).

8

Upptäckten av Venus atmosfär

Innan astronomer betraktade Venus transitering, visste ingen att Venus hade en atmosfär. Allt detta förändrades med 1761 Venus transitering. Med tanke på Petersburg Observatory, förutspådde den ryska forskaren Mikhail Lomonosov existensen av en atmosfär på Venus. Lomonosov såg bilden av Venus som brutit solstrålar medan han observerade transiteringen. Under transittens första fas såg han en ring av ljus runt planetens bakre ände (den del som ännu inte hade trängts framför solen). Han avgjorde rätt det enda att förklara att ljusbrytningen skulle vara en atmosfär runt om i världen.

7

Black Drop Effect

När du observerar Venus transit är de mest kritiska tiderna den första, andra, tredje och fjärde kontakten. Att kunna se tydligt och se över dessa övergångar - från Venuss skugga som inte rör, för att först vidröra solens skiva (första kontakten) den gången Venus skugga passerar helt in i solens skiva (andra kontakten) och sedan när den går ut, den punkt där framkanten av Venus skugga igen berörs av solens skiva (tredje kontakten), tillbaka i yttre rymden och den tiden då hela skuggan har lämnat skivan från solen (fjärde kontakten) och är inte längre synlig - är viktigt för att få exakta uppgifter. Tyvärr gör ett optiskt fenomen som kallas den svarta droppeffekten det svårt att se den andra och tredje kontakten.

Strax efter den andra kontakten, och igen strax före tredje kontakten under transittiden, verkar en liten svart "teardrop" för att ansluta Venus-skivan till solens ben, vilket gör det omöjligt att precisera det exakta ögonblicket för andra eller tredje kontakten. Denna negativa inverkan på tidpunkten för den andra och tredje kontakten bidrog till felet vid beräkningen av det verkliga värdet av AU, i 1761 och 1769 transiter. Först trodde den svarta droppeffekten orsakas av Venuss tjocka atmosfär, men man tror nu att den orsakas mest av störningar i jordens atmosfär. Idag minimerar bättre teleskop och optik den svarta droppeffekten för astronomer som observerar Venus (och Mercury) transiter.

6

Sök efter Extrasolar Planets

Vid den tidpunkt då Venustransiterna 2004 och 2012 rullades runt, kunde mätningar av AU göras med hjälp av andra och mer exakta mättekniker. Det innebar dock inte att transiterna 2004 och 2012 inte förväntades mycket. De kan fortfarande användas för att göra väldigt viktig vetenskap, i det här fallet hjälper till att söka efter planeter utanför vårt solsystem.

Forskare var ivriga att lära sig mer om hur ljusmönstret dämpades och störde då Venus blockerade solens ljus. Detta skulle ge data för att utveckla nya och bättre metoder för att använda samma teknik för att leta efter planeter som kretsar i avlägsna soler. Just nu används en rad andra metoder för att "se" extrasolära planeter som kretsar i avlägsna soler. Men de flesta av dessa metoder kräver att extrasolära planeter ska vara mycket stora - planeter av Jupiter-storlek. Att perfekta ett sätt att "se" en extrasolär planet baserad på det ljus som blockeras, kommer från sin sol när den passerar, skulle vara ett mycket mer exakt sätt att upptäcka planeten och kan användas för att "se" och beräkna storleken på mycket mindre planeter som kretsar kring dessa soler. Men extremt noggrann mätning behövs: till exempel, genomgången av Venus orsakar solens ljus att sjunka med enbart 0,001 magnitude, och dimmningen som produceras av små extrasolära planeter kommer att bli mycket mindre.

5

Första Transit av Venus "Movie"

I december 1882 reste astronomen David Peck Todd från Amherst College i Massachusetts till Kalifornien för att fotografera Venuss transitering. Transiterna 1874 och 1882 var de första sedan fotograferingen, så Todds dokumentation av Venustransit var en av de första som gjordes med fotografier. På toppen av Mount Hamilton från vad som skulle bli Lick Observatory (fortfarande under konstruktion 1882) samlade Todd en serie fotografier under 6 december. Visningsförhållandena var ideala utan några moln och han samlade 147 glas negativa plattor som dokumenterade större delen av transiteringen. Plattorna lagras noggrant men snart glömde som astronomer hittade bättre sätt att se och dokumentera transiterna.

År 2002 återupptäckte två astronomer som skrev för Sky and Telescope-tidningen de långa glömda plattorna, alla intakta och i gott skick. De insåg att sekvensen av bilder kunde göras i den första "filmbilden" av en Venus transitering. Den resulterande "filmen" dokumenterar en av de historiska observationerna av en Venus transitering. Du kan se animationen av transiteringen som gjorts med de 147 negativen här (varning - du behöver QuickTime och en snabb internetuppkoppling).

4

Transit kryp och icke-parningstransiteringar

Månaderna där vi kan se de åtta åriga parningarna av Venus-transiter är "krypande" framåt. Före 1631-transiten inträffade paret i maj och november. Transit kan för närvarande endast ske i juni eller december. Transiter uppträder vanligtvis i par, på nästan samma datum åtta år ifrån varandra. Detta beror på att längden på åtta jordår är nästan densamma som 13 år på Venus, så vart åttonde år är planeterna i ungefär samma relativa positioner. Men den lilla skillnaden innebär att tidpunkten för ankomsten av de åtta årens transiter går långsamt framåt på jordkalendern.

Denna ungefärliga konjunktion mellan jord och venus resulterar oftast i ett par transiter, men inte alltid. Transit 1396 hade inte ett par (det fanns ingen transitering år 1404, en kom inte fram till maj 1518). Nästa "solo transit" kommer att vara i 3089.

3

Flera transiteringar i taget

Flera transiteringar är mycket, väldigt mycket sällsynta händelser, men det händer. Det är möjligt att det finns en solförmörkelse och en transit av Venus samtidigt. Den sista gången detta skedde var år 15 607 f.Kr. Nästa solförmörkelse plus Venus transitering sker den 5 april 15.232.

Det är också möjligt för Kvicksilver och Venus att förflytta solen samtidigt. Det är rätta, båda jordens inre planetariska grannar klarar sig perfekt med jordens bana och solen så att en observatör på jorden kunde se båda små skuggorna som passerar framför vår Sun samtidigt. Den sista gången det hände var år 373 173 BC. Nästa gång Suns samtidiga transitering av båda planetarna kommer att inträffa, kommer den 26 juli, 69.163. Kommer man ens att vara runt för att se detta långt bort från transiten?

2

Transit av Venus mars

Året 1882 var ett Venus transitår och firade den här historiska händelsen och avslöjandet av en staty av amerikansk fysiker Joseph Henry (som utvecklade den första elmotorn och var den första sekreteraren för Smithsonian Institute), den berömda bandledaren och kompositören John Philips Sousa fick i uppdrag att skriva en marsch. Sousa skrev marschen, den publicerades av J.W. Pepper Company, och snabbt bortglömd och förlorad. Men inte före marschen utfördes för första gången den 19 april 1883 klockan 16:00, som för Sousa, en frimurare, hade frimurerisk betydelse att göra med elementet koppar, koppar som används i elmotorer (uppfunnet av Henry) och Venus, som förmodligen gör perfekt mening för murare som läser denna lista men går förlorad på författaren.

I vilket fall som helst kom marschen och gick så fort som en Venus transitering och trodde förlorad i över 100 år tills den återupptäcktes i kongressbiblioteket i ... vänta på det ... 2003! Ja, ett år före 2004 års transit hittades den långa förlorade Sousa-marschen "Transit of Venus March" precis i tid för att fira nästa transitering! År 2004 gick kongressbiblioteket ihop med NASA för att ta tillbaka den långa förlorade marschen till allmänheten (som tydligen var så stolta över det som folket 1883). Nu kan du också höra Sousas Transit of Venus March (som jag låter ungefär samma som alla andra marscher) i klippet ovanför.

1

Guillaume Le Gentil

En fransk forskare och astronom som tog långa namn på en ny extrem - Guillaume Joseph Hyacinthe Jean-Baptiste Le Gentil de la Galaisière (Guillaume Le Gentil) gjorde några viktiga bidrag till astronomin, särskilt några av de första observationerna av flera Messier-objekt. Men det var hans roll som en del av den internationella drivningen för att dokumentera Venus transit genom 1761 som gör honom till en så intressant och tragisk figur.

Le Gentil var en av över hundra observatörer från hela världen som marscherade eller seglade till långt ifrån platser i världen för att få olika avlägsna utsiktspunkter för transiteringen för att hjälpa till att beräkna en mer exakt bestämning av en AU. Inte alla dessa expeditioner möttes med framgång, i själva verket blev många försvagade av molnigt himmel, regn, ovänliga infödingar, svårigheter att komma till var de ville gå och felaktig utrustning. Men ingen var lika olycklig som Le Gentil.

Guillaume le Gentil utstrålade från Paris i mars 1760, bunden till Pondicherry, en fransk koloni i Indien. Han nådde Mauritius i juli. Men då lärde han sig att Frankrike och Storbritannien var i krig. Innan hans skepp anlände lärde han sig att britterna hade ockuperat Pondicherry så att skeppet avledde tillbaka till Mauritius.

Den 6 juni 1761 kom transiterna som förutsagda, men Le Gentil var fortfarande ombord på skeppet. Trots att skyarna var tydliga kunde han inte göra observationer ombord på det rullande däcket på ett fartyg till sjöss. Inget problem, trodde han, jag kom så långt, jag ska vänta på nästa transitering, åtta år borta.

Han passerade tiden bland andra satsningar, kartlägger Madagaskas kust och sedan avstängd eller Manila i Filippinerna för att se 1769-transiteringen. En gång där emellertid möttes han med motstånd från de spanska myndigheterna. Så satte han segel igen för Pondicherry Indien. Han anlände i mars 1768 och byggde ett litet observatorium och väntade. 4 juni 1769 kom äntligen fram och även om tidigare veckor hade erbjudit perfekt klar himmel, 4 juni hade ingenting annat än moln och regn. Han såg ingenting. Despondent, bestämde han sig för att återvända till Frankrike. Han var försenad av en attack av dysenteri och då blev hans skepp fångad i en storm. Han släpptes på den lilla ön Reunion, öster om Madagaskar, och han var tvungen att vänta tills ett spanskt fartyg kunde ta honom tillbaka till Frankrike. Han anlände i Frankrike nästan 11 år efter att han, 1771, hade lämnat sig för att finna att han hade blivit förklarad död, avlägsnad från sin ställning i Kungliga vetenskapsakademin och avlägsnad hans förmögenhet av sina giriga släktingar. Åh ja, hans fru hade också gifta sig igen. Så småningom blev hans ställning till akademin återställd och han levde ut resten av sitt liv i Frankrike.