Прохождение Венеры - Transit of Venus

Эта статья об астрономическом явлении. Для использования в других целях см. Прохождение Венеры (значения).

171 Ангстрем (17,1 морских миль)
Солнце в оранжевом цвете, как видно в видимом спектре, с Венерой в верхнем левом квадранте
Непрерывный видимый спектр
Фальшивые изображения ультрафиолетового и видимого спектра 2012 транзит Венеры, как взято из НАСА с Обсерватория солнечной динамики
Изображение 2012 транзит принято НАСА Обсерватория солнечной динамики космический корабль

А транзит Венеры через солнце происходит, когда планета Венера проходит прямо между Солнцем и высшая планета, становясь видимым на фоне (и, следовательно, закрывая небольшую часть) солнечный диск. Во время транзит, Венеру видно из Земля как маленькая черная точка, движущаяся по лицевой стороне Солнца. Продолжительность таких транзитов обычно составляет несколько часов (транзит 2012 года длился 6 часов 40 минут). Транзит похоже на а солнечное затмение посредством Луна. В то время как диаметр Венеры более чем в три раза больше диаметра Луны, Венера кажется меньше и медленнее движется по лицевой стороне Солнца, потому что она намного дальше от Земли.

Транзиты Венеры - одни из самых редких из предсказуемых астрономических явлений.[1] Они происходят по схеме, которая обычно повторяется каждые 243 года, с парами транзитов с интервалом в восемь лет, разделенных большими промежутками в 121,5 и 105,5 лет. Периодичность является отражением того факта, что орбитальные периоды Земли и Венеры близки к 8:13 и 243: 395 соизмеримость.[2][3]

Последний транзит Венеры был 5 и 6 июня 2012 г., и был последним прохождением Венеры в 21 веке; предыдущий транзит имел место 8 июня 2004 г.. Предыдущая пара транзитов была в Декабрь 1874 г. и Декабрь 1882 г.. Следующие транзиты Венеры состоятся 10–11 декабря 2117 года и 8 декабря 2125 года.[4][5][6]

Транзиты Венеры исторически имеют большое научное значение, поскольку они использовались для получения первых реалистичных оценок размера Солнечная система. Наблюдения за 1639 транзит предоставил оценку как размера Венеры, так и расстояния между Солнцем и Землей, которая была более точной, чем любая другая до того времени. Данные наблюдений из последующих предсказанных транзитов в 1761 и 1769 годах дополнительно повысили точность этого начального оценочного расстояния за счет использования принципа параллакс. Транзит 2012 года предоставил ученым ряд других исследовательских возможностей, в частности, в плане совершенствования методов, которые будут использоваться при поиске экзопланеты.

Союзы

Схема транзитов Венеры и угла между плоскостями орбит Венеры и Земли

Венера, орбита которой наклонена на 3,4 ° относительно Земли, обычно кажется проходит под (или над) Солнцем на нижнее соединение.[7] Транзит происходит, когда Венера достигает соединения с Солнцем в одном из его узлов или около него - долготе, на которой Венера проходит через плоскость орбиты Земли ( эклиптика ) - и, кажется, проходит прямо через Солнце. Хотя наклон между этими двумя орбитальными плоскостями составляет всего 3,4 °, Венера может находиться на 9,6 ° от Солнца, если смотреть с Земли в нижнем соединении.[8] Поскольку угловой диаметр Солнца составляет около половины градуса, Венера может показаться проходящей выше или ниже Солнца более чем на 18 солнечных диаметров во время обычного соединения.[7]

Последовательности транзитов обычно повторяются каждые 243 года. По прошествии этого периода времени Венера и Земля вернулись почти в одну и ту же точку на своих орбитах. Во время земных 243 сидерические орбитальные периоды, что в сумме составляет 88 757,3 дня, Венера совершает 395 сидерических орбитальных периодов по 224 701 день каждый, что равно 88 756,9 земных дня. Этому периоду времени соответствует 152 синодические периоды Венеры.[9]

Паттерн 105,5, 8, 121,5 и 8 лет - не единственная модель, которая возможна в 243-летнем цикле из-за небольшого несоответствия между временами, когда Земля и Венера достигают точки соединения. До 1518 года схема транзитов составляла 8, 113,5 и 121,5 лет, а восемь промежутков между транзитами до транзита 546 г. н.э. разделялись 121,5 года. Текущая модель продлится до 2846 года, когда она будет заменена схемой 105,5, 129,5 и 8 лет. Таким образом, 243-летний цикл относительно стабилен, но количество транзитов и их время в цикле будут меняться со временем.[9][10] Поскольку соизмеримость Земля: Венера 243: 395 является лишь приблизительной, существуют различные последовательности транзитов, происходящие с интервалом в 243 года, каждая из которых длится несколько тысяч лет, которые в конечном итоге заменяются другими последовательностями. Например, есть серия, которая закончилась в 541 году до нашей эры, а серия, включающая 2117 год, началась только в 1631 году нашей эры.[9]

История наблюдения

Клинописная глиняная табличка с наблюдениями
"Скрижаль Венеры Аммисадука ", а клинопись глиняная табличка астрологических прогнозов Нео-ассирийский период

Древняя и средневековая история

Древний Индийский, Греческий, Египтянин, Вавилонский и Китайский наблюдатели знали о Венере и регистрировали движения планеты. Ранние греческие астрономы называли Венеру двумя именами:Геспер вечерняя звезда и Фосфор утренняя звезда.[11] Пифагор приписывают осознание того, что они были одной планетой. Нет никаких доказательств того, что какая-либо из этих культур знала о транзитах. Венера была важна для древние американские цивилизации, в частности для майя, кто назвал это Но Эк, "Великая звезда" или Xux Ek, «Оса-звезда»;[12] они воплотили Венеру в образе бога Кукулькан (также известный как или связанный с Гукуматц и Кецалькоатль в других частях Мексики). в Дрезденский кодекс майя нанесли на карту полный цикл Венеры, но, несмотря на то, что они точно знали его курс, о транзите не упоминается.[13] Однако было высказано предположение, что фрески, найденные в Майяпан может содержать графическое изображение транзитов XII или XIII веков.[14]

Персидский эрудит Авиценна утверждал, что наблюдал Венеру как пятно на Солнце. Это возможно, поскольку транзит произошел 24 мая 1032 года, но Авиценна не назвал дату своего наблюдения, и современные ученые задаются вопросом, мог ли он наблюдать транзит из своего местоположения в то время; он мог ошибиться солнечное пятно для Венеры. Он использовал свое наблюдение прохождения, чтобы установить, что Венера была, по крайней мере, иногда, ниже Солнца в птолемеевой космологии.[15] т.е. сфера Венеры идет перед сферой Солнца при удалении от Земли в преобладающем геоцентрический модель.[16][17]

1639 г. - первое научное наблюдение

Джеремайя Хоррокс делает первое наблюдение прохождения Венеры в 1639 году, как это было задумано художником В. Р. Лаванда в 1903 г.
Основная статья: Прохождение Венеры, 1639 г.

В 1627 г. Иоганн Кеплер стал первым человеком, предсказавшим прохождение Венеры, предсказав событие 1631 года. Его методы не были достаточно точными, чтобы предсказать, что транзит не будет виден в большей части Европы, и, как следствие, никто не смог использовать его предсказание для наблюдения этого явления.[18]

Первое зарегистрированное наблюдение прохождения Венеры было сделано Джеремайя Хоррокс из своего дома в Карр Хаус в Муч Хул, около Престон в Англии, 4 декабря 1639 г. (24 ноября по Юлианский календарь затем используется в Англии). Его друг, Уильям Крэбтри, также наблюдал этот переход из Broughton, около Манчестер.[19] Кеплер предсказал транзиты в 1631 и 1761 годах и почти пропадание в 1639 году. Хоррокс скорректировал расчет Кеплера для орбиты Венеры, понял, что транзиты Венеры будут происходить парами с интервалом в 8 лет, и таким образом предсказал прохождение 1639 года.[20] Хотя он не был уверен в точном времени, он подсчитал, что транзит должен был начаться примерно в 15:00. Хоррокс сфокусировал образ Солнца простым телескоп на лист бумаги, на котором можно было бы безопасно наблюдать изображение. После наблюдений в течение большей части дня ему посчастливилось увидеть транзит, когда облака, закрывающие Солнце, рассеялись примерно в 15:15, всего за полчаса до захода солнца. Наблюдения Хоррокса позволили ему сделать хорошо обоснованное предположение о размере Венеры, а также оценить среднее расстояние между Землей и Солнцем - астрономическая единица (Австралия). Он оценил это расстояние в 59,4 миллиона миль (95,6 миллиона км; 0,639 а. Е.) - примерно две трети фактического расстояния в 93 миллиона миль (150 миллионов км), но это более точная цифра, чем любые предполагаемые до того времени. Эти наблюдения не публиковались до 1661 года, то есть уже после смерти Хоррокса.[20] Хоррокс основал свой расчет на (ложном) предположении, что размер каждой планеты пропорционален ее рангу от Солнца, не на эффекте параллакса, использованном в 1761 и 1769 и последующих экспериментах.

1761 и 1769 гг.

Диаграмма из Эдмунд Галлей Документ 1761 года Королевскому обществу, показывающий, как транзит Венеры можно использовать для расчета расстояния между Землей и Солнцем.
Измерение времени прохождения Венеры для определения солнечный параллакс
Отчет о наблюдениях Георга III над транзитом 1769 года.
Дальнейшая информация: 1769 г. Наблюдение за прохождением Венеры с Таити.

В 1663 г. шотландский математик Джеймс Грегори предложил в своем Optica Promota что наблюдения транзит планеты Меркурий в широко разнесенных точках на поверхности Земли, может использоваться для расчета солнечный параллакс и, следовательно, астрономическая единица, использующая триангуляция. Зная об этом, молодой Эдмонд Галлей наблюдали такой транзит 28 октября ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. 1677 из Святой Елены но был разочарован, обнаружив, что только Ричард Таунли в Бернли, Ланкашир сделал еще одно точное наблюдение этого события, в то время как Галле в Авиньоне просто зафиксировал, что это произошло. Галлея не удовлетворило полученное вычисление солнечного параллакса на высоте 45 дюймов.

В статье, опубликованной в 1691 году, и в более уточненной в 1716 году, он предложил сделать более точные вычисления, используя измерения прохождения Венеры, хотя следующее такое событие должно было произойти не раньше 1761 года (6 июня Н.С., 26 мая ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. ).[21][22] Галлей умер в 1742 году, но в 1761 году были совершены многочисленные экспедиции в различные части мира, чтобы можно было произвести точные наблюдения за транзитом и произвести расчеты, описанные Галлеем, - ранний пример международного научного сотрудничества.[23] Однако это сотрудничество было подкреплено конкуренцией: британцы, например, были побуждены к действиям только после того, как узнали о планах Франции от Жозеф-Николя Делиль. Пытаясь наблюдать за первым прохождением пары, астрономы из Британии (Уильям Уэльс и Капитан Джеймс Кук ), Австрия (Максимилиан Ад ) и Франция (Жан-Батист Шапп д'Отерош и Гийом Ле Жантиль ) путешествовал по всему миру, включая Сибирь, Ньюфаундленд и Мадагаскар.[24] Большинству удалось наблюдать хотя бы часть транзита, особенно удачные наблюдения были сделаны Иеремия Диксон и Чарльз Мейсон на мыс Доброй надежды.[25] Менее успешно, на Святой Елены, мы Невил Маскелайн и Роберт Уоддингтон, хотя они нашли в путешествии хорошее применение, опробовав метод лунного расстояния поиска долготы.[26]

Диаграммы из книги Михаила Ломоносова "Явление Венеры на Солнце, наблюдаемое в Санкт-Петербургской Императорской Академии наук 26 мая 1761 года" ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. (6 июня 1761 г. Н.С. )
Диаграмма из Дэвид Риттенхаус Наблюдения за прохождением Венеры в 1769 г.

То, что у Венеры может быть атмосфера, многие ожидали (из-за множества верований в миры) еще до транзита 1761 года. Однако немногие, если таковые имеются, предсказывали, что возможно действительно обнаружить ее во время транзита. Фактическое открытие атмосфера на Венере давно приписывают русскому академику Михаил Ломоносов на основе его наблюдения прохождения Венеры 1761 г. Императорская Академия наук Санкт-Петербурга.[27] По крайней мере, в англоязычном мире такая атрибуция, по-видимому, была обусловлена ​​комментариями многоязычного популярного писателя-астронома Вилли Лея (Willy Ley, 1966), который обратился к источникам как на русском, так и на немецком языках и написал, что Ломоносов наблюдал светящееся кольцо ( это была интерпретация Лея и не была указана в кавычках), и из нее сделал вывод о существовании атмосферы, «возможно большей, чем у Земли» (которая была заключена в кавычки). Поскольку многие современные транзитные наблюдатели также видели нитевидную дугу, образованную преломлением солнечного света в атмосфере Венеры, когда планета отошла от края Солнца, обычно, хотя и довольно некритично, предполагалось, что это было то же самое, что и Ломоносов увидел. Действительно, термин «дуга Ломоносова» часто используется в литературе.[28] В 2012 году Пасачофф и Шихан[29] обратился к первоисточникам и поставил под сомнение основание для утверждения, что Ломоносов наблюдал тонкую дугу, созданную атмосферой Венеры. Ссылка на газету даже была подхвачена контролируемой государством российской медиа-группой РИА Новости 31 января 2013 года под заголовком «Астрономическая битва в США за открытие Ломоносова». Группа исследователей предприняла интересную попытку экспериментального исследования. реконструировать наблюдения Ломоносова с помощью античных телескопов во время прохождения Венеры 5-6 июня 2012 г. Один из них, Ю. Петрунин, предположил, что фактически использованный телескоп Ломоносова, вероятно, был 50-миллиметровым Долландом с 40-кратным увеличением. Обсерватория Пулкова, но была разрушена, когда немцы бомбили обсерваторию во время Второй мировой войны. Таким образом, фактический телескоп Ломоносова не был доступен, но в этом случае использовались другие, предположительно похожие инструменты, что заставило исследователей подтвердить свою веру в то, что телескоп Ломоносова был бы адекватным к задаче обнаружения дуги.[30] Так, А. Коукарин, используя 67-мм Dollond на горе. Гамильтон, где видимость была, вероятно, намного лучше, чем у Ломоносова в Санкт-Петербурге, четко наблюдал тонкую, как паутинку, дугу, которая, как известно, является следствием преломления в атмосфере Венеры. Однако зарисовки Кукарина не очень похожи на схему, опубликованную Ломоносовым. [31][32] С другой стороны, коллега Кукарина В. Шильцев, который более близко наблюдал в тех же условиях, что и Ломоносов (используя 40-миллиметровый Доллонд в Батавии, штат Иллинойс), действительно произвел точную копию диаграммы Ломоносова; однако довольно большое световое крыло, показанное рядом с черным диском Венеры на его рисунке (и на рисунке Ломоносова), слишком грубое, чтобы быть дугой. Вместо этого он кажется сложным проявлением знаменитого оптического эффекта, известного как «Черная капля». (Следует иметь в виду, что, как сказано в Шихане и Вестфолле, «оптические искажения на границе между Венерой и Солнцем во время транзитов впечатляюще велики, и любые выводы из них чреваты опасностями».

Опять же, настоящие слова, которые использовал Ломоносов, вообще не относятся к «дуге». В русской версии он описал кратковременное прояснение, продолжавшееся секунду или около того, непосредственно перед третьим контактом, которое, как показалось Пасачову и Шихану, скорее всего, указывало на последний мимолетный проблеск фотосферы. В качестве проверки против этого также обращались к немецкой версии Ломоносова (он научился бегло говорить и писать по-немецки, будучи студентом в Марбурге); он описывает, что видел «ein ganz helles Licht, wie ein Haar breit» = «очень яркий свет шириной с волос». Здесь наречие «ganz» в сочетании с «helles» (яркий) могло означать «настолько яркий, насколько это возможно» или «полностью яркий»), то есть такой яркий, как поверхностная яркость солнечного диска, что является еще более убедительным доказательством того, что это не может быть атмосфера Венеры, которая всегда кажется намного слабее. Оригинальные зарисовки Ломоносова, если они существовали, похоже, не сохранились. Современные наблюдения, сделанные во время транзитов XIX века, особенно в 2004 и 2012 годах, позволяют предположить, что то, что видел Ломоносов, было вовсе не дугой, связанной с атмосферой Венеры, а ярким светом. вспышка солнечной фотосферы перед третьим касанием. Первыми наблюдателями, зафиксировавшими фактическую дугу, связанную с атмосферой Венеры, в форме, соответствующей современным наблюдениям, по-видимому, были Чаппе, Риттенхаус, Уэйлс и Даймонд и несколько других во время транзита в июне 1769 года.

Для транзита 1769 г. (3-4 июня Н.С., 23 мая ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ. ) ученые отправились в Таити,[33] Норвегия и местоположения в Северной Америке, включая Канаду, Новую Англию и Сан-Хосе-дель-Кабо (Нижняя Калифорния, затем под контролем Испании). Чешский астроном Кристиан Майер был приглашен Екатерина Великая наблюдать транзит в Санкт-Петербург с участием Андерс Йохан Лекселл, а другие члены Российская Академия Наук посетил восемь других мест в Российская империя, при общей координации Степан Румовский.[34] Георг III Соединенного Королевства имел Королевская обсерватория построил возле своей летней резиденции в Ричмонд Лодж для него и его королевского астронома Стивен Деменбрей наблюдать за транзитом.[35][36] Венгерский астроном Максимилиан Ад и его помощник Янош Сайнович Путешествовал в Вардё, Норвегия, делегирована Кристиан VII из Дании. Уильям Уэльс и Джозеф Даймонд сделали свое наблюдение в Гудзонов залив, Канада, для Королевское общество. Наблюдения были произведены рядом групп в британских колониях в Америке. В Филадельфия, то Американское философское общество построил три временных обсерватории и назначил комитет, из которых Дэвид Риттенхаус была голова. Наблюдения были сделаны группой под руководством доктора Бенджамина Уэста в г. Провиденс, Род-Айленд,[37] и опубликовано в 1769 году.[38] Результаты различных наблюдений в американских колониях были напечатаны в первом томе журнала Американского философского общества. Сделки, опубликовано в 1771 г.[39] Сравнивая наблюдения в Северной Америке, Уильям Смит опубликовал в 1771 году лучшее значение солнечного параллакса от 8,48 до 8,49 угловых секунд,[40] что соответствует расстоянию Земля-Солнце в 24000 раз больше радиуса Земли, что примерно на 3% отличается от правильного значения.

Наблюдения проводились также с Таити. Джеймсом Куком и Чарльзом Грином в месте, все еще известном как «Точка Венера».[41] Это произошло на первое путешествие Джеймса Кука,[42] после чего Кук исследовал Новая Зеландия и Австралия. Это была одна из пяти экспедиций, организованных Королевским обществом и Королевский астроном Невил Маскелайн.

Жан-Батист Шапп д'Отерош отправился в Сан-Хосе-дель-Кабо в том, что было тогда Новая Испания наблюдать транзит вместе с двумя испанскими астрономами (Висенте де Дос и Сальвадор де Медина). За свою беду он умер во время эпидемии желтая лихорадка там вскоре после завершения его наблюдений.[43] Только 9 из 28 человек вернулись домой живыми.[44]

"эффект черной капли "как записано во время транзита 1769 г.
1882 г. транзит Венеры

Несчастный Гийом Ле Жантиль провел более восьми лет в путешествиях, пытаясь наблюдать за любым из транзитов. Его неудачное путешествие привело к тому, что он потерял жену и имущество и был объявлен мертвым (его усилия стали основой пьесы. Прохождение Венеры от Морин Хантер ) и последующей оперой, хотя в конце концов он снова занял свое место во Французской академии и прожил долгий брак.[24] Под влиянием Королевского общества Руджер Бошкович ездил в Стамбул, но прибыл слишком поздно.[45]

К сожалению, было невозможно определить точный момент начала и окончания транзита из-за явления, известного как "эффект черной капли Долгое время считалось, что этот эффект связан с плотной атмосферой Венеры, и первоначально он считался первым реальным свидетельством того, что у Венеры есть атмосфера. Однако недавние исследования показывают, что это оптический эффект, вызванный размытием изображения. Венеры из-за турбулентности в атмосфере Земли или несовершенства устройства наблюдения вместе с резким изменением яркости на краю (отгибе) Солнца, когда линия прямой видимости с Земли переходит от непрозрачной к прозрачной под небольшим углом.[46][47]

В 1771 году французский астроном, используя объединенные транзитные данные 1761 и 1769 годов, Жером Лаланд вычислил, что астрономическая единица имеет значение 153 миллиона километров (± 1 миллион км). Точность была меньше, чем ожидалось, из-за эффекта черной капли, но все же значительное улучшение расчетов Хоррокса.[24]

Максимилиан Ад опубликовал результаты своей экспедиции в 1770 году в Копенгагене.[48] Основываясь на результатах своей собственной экспедиции, а также Уэльса и Кука, в 1772 году он представил другой расчет астрономической единицы: 151,7 миллиона километров.[49][50] Лаланд сомневался в точности и достоверности адской экспедиции, но позже он отступил в статье Журнал des sçavans, в 1778 г.

1874 и 1882 гг.

Дальнейшая информация: Прохождение Венеры, 1874 г. и Прохождение Венеры, 1882 г.

Наблюдения за транзитом в 1874 и 1882 годах позволили еще больше уточнить это значение. Три экспедиции - из Германии, Великобритании и США - были отправлены в Архипелаг Кергелен для наблюдений 1874 г.[51] Американский астроном Саймон Ньюкомб объединил данные последних четырех транзитов, и он получил значение около 149,59 миллиона километров (± 0,31 миллиона километров ). Современные методы, такие как использование радио телеметрия от космические зонды, и из радар измерения расстояний до планет и астероиды в Солнечная система, позволили получить достаточно точное значение для астрономическая единица (AU) для расчета с точностью около ± 30 метров. В результате отпала необходимость в вычислениях параллакса.[24][47]

2004 и 2012

Дальнейшая информация: Прохождение Венеры, 2004 г. и Прохождение Венеры, 2012 г.
Прохождение Венеры из Дегания А, Израиль, 2004
Обсерватория солнечной динамики Изображение сверхвысокой четкости 2012 Прохождение Венеры
Эта визуализация показывает орбитальные пути Венеры и Земля что привело к этому редкому совпадению 5–6 июня 2012 г.

Ряд научных организаций во главе с Европейская южная обсерватория (ESO) организовала сеть астрономов-любителей и студентов для измерения расстояния Земли от Солнца во время прохождения.[52] Наблюдения участников позволили вычислить астрономическую единицу (AU) 149 608 708 км ± 11 835 км, что всего на 0,007% отличается от принятого значения.[53]

Прохождение 2004 года вызвало большой интерес, поскольку ученые попытались измерить характер затемнения света, поскольку Венера блокировала часть солнечного света, чтобы усовершенствовать методы, которые они надеются использовать при поиске. внесолнечные планеты.[47][54] Современные методы поиска планет, вращающихся вокруг других звезд, работают только в некоторых случаях: планеты очень большие (Юпитер -подобный, а не земной), чьи сила тяжести достаточно силен, чтобы качнуть звезду в достаточной степени, чтобы мы могли обнаружить изменения в правильное движение или Доплеровский сдвиг изменения в радиальная скорость; Планеты размером с Юпитер или Нептун очень близко к своей родительской звезде, транзит которой вызывает изменения светимости звезды; или планеты, которые проходят перед фоновыми звездами с расстоянием между планетой и родительской звездой, сравнимым с Кольцо Эйнштейна и причина гравитационное микролинзирование.[55] Измерение интенсивности света во время транзита, поскольку планета блокирует часть света, потенциально намного более чувствительно и может быть использовано для поиска меньших планет.[47] Однако необходимы очень точные измерения: например, при прохождении Венеры количество света, полученного от Солнца, уменьшается на долю 0,001 (то есть до 99,9% от его номинального значения), а затемнение, производимое небольшим внесолнечные планеты будут такими же крошечными.[56]

Транзит 2012 года предоставил ученым многочисленные возможности для исследований, в частности, в отношении изучения экзопланеты. Исследование транзита Венеры 2012 года включает:[57][58][59]

  • Измерение провалов яркости звезды, вызванных прохождением известной планеты через Солнце, поможет астрономам найти экзопланеты. В отличие от транзита Венеры 2004 года, транзит 2012 года произошел во время активной фазы 11-летнего цикла активности Солнца, и, вероятно, даст астрономам возможность попрактиковаться в улавливании сигнала планеты вокруг "пятнистой" переменной звезды.
  • Измерения видимого диаметра Венеры во время транзита и сравнение с ее известным диаметром дадут ученым представление о том, как оценить размеры экзопланет.
  • Наблюдения за атмосферой Венеры проводились одновременно с земных телескопов и с Venus Express дает ученым лучшую возможность понять промежуточный уровень атмосферы Венеры, чем это возможно с любой точки зрения. Это предоставит новую информацию о климат планеты.
  • Спектрографические данные, полученные для хорошо известной атмосферы Венеры, будут сравниваться с исследованиями экзопланет, атмосферы которых пока неизвестны.
  • В Космический телескоп Хаббла, который нельзя направить прямо на Солнце, использовали Луна как зеркало для изучения света, прошедшего через атмосферу Венеры, с целью определения ее состава. Это поможет показать, можно ли использовать подобную технику для изучения экзопланет.

Прошлые и будущие транзиты

НАСА ведет каталог транзитов Венеры за период с 2000 г. до н.э. по 4000 г. н.э.[60] В настоящее время транзиты происходят только в июне или декабре (см. Таблицу), и возникновение этих событий медленно дрейфует, становясь позже в году примерно на два дня за каждый 243-летний цикл.[61] Транзиты обычно происходят парами, примерно в один день с разницей в восемь лет. Это потому, что длина восьми земных лет почти такая же, как 13 лет на Венере, поэтому каждые восемь лет планеты находятся примерно в одном и том же относительном положении. Это приблизительное соединение обычно приводит к паре транзитов, но оно недостаточно точное, чтобы произвести тройку, поскольку Венера каждый раз приходит на 22 часа раньше. Последний транзит, не входящий в пару, был в 1396 году. Следующий будет в 3089 году; в 2854 г. (вторая из пары 2846/2854), хотя Венера просто пропустит Солнце, если смотреть с экватора Земли, частичный транзит будет виден из некоторых частей южного полушария.[62]

Таким образом, через 243 года транзиты Венеры возвращаются. Транзит 1874 года является членом 243-летнего цикла №1. Транзит 1882 года является членом № 2. Транзит 2004 года является членом № 3, а транзит 2012 года - членом № 4. Транзит 2117 является членом №1 и так далее. Однако восходящий узел (декабрьские транзиты) орбиты Венеры перемещается назад через каждые 243 года, поэтому транзит 2854 года является последним членом серии №3 вместо серии №1. Нисходящий узел (июньские транзиты) движется вперед, так что транзит 3705 является последним членом # 2. С -125000 до +125000 есть только около десяти 243-летних серий в обоих узлах, касающихся всех транзитов Венеры в этом самом. длительный промежуток времени, потому что оба узла орбиты Венеры движутся назад и вперед во времени, если смотреть с Земли.

Прошлые транзиты Венеры
Дата (даты)
транзит		Время (универсальное глобальное время )ЗаметкиТранзитный путь
(HM Nautical
Офис Альманаха)
НачнитеСерединаКонец
23 ноября 1396 г.15:4519:2723:09Последний транзит не входит в пару[1]
25–26 мая 1518 г.22:46
25 мая		01:56
26 мая		05:07
26 мая		[2]
23 мая 1526 г.16:1219:3521:48Последний переход перед изобретением телескоп[3]
7 декабря 1631 г.03:5105:1906:47Предсказано Кеплер[4]
4 декабря 1639 г.14:5718:2521:54Первый транзит, который предстоит наблюдать Хоррокс и Crabtree[5]
6 июня 1761 г.02:0205:1908:37Ломоносов, Chappe d'Auteroche и другие наблюдают из России; Мейсон и Диксон наблюдать с мыса Доброй Надежды. Джон Уинтроп наблюдает из Сент-Джонс, Ньюфаундленд[63][6]
3–4 июня 1769 г.19:15
3 июн		22:25
3 июн		01:35
4 июн		повар отправлен на Таити к наблюдать за транзитом, Chappe к Сан-Хосе-дель-Кабо, Нижняя Калифорния и Максимилиан Ад к Вардё, Норвегия.[7]
9 декабря 1874 г.01:4904:0706:26Пьетро Таккини ведет экспедицию в Муддапур, Индия. А Французская экспедиция отправляется на остров Кэмпбелл в Новой Зеландии и Британская экспедиция отправляется на Гавайи.[8]
6 декабря 1882 г.13:5717:0620:15Джон Филип Соуза составляет марш, "Прохождение Венеры ", в честь транзита.[9]
8 июня 2004 г.05:1308:2011:26Различные медиа-сети по всему миру транслируют живое видео прохождения Венеры.[10]
5–6 июня 2012 г.
2012 Прохождение Венеры, путь через Солнце и связанные данные.png		22:09
5 июн		01:29
6 июн		04:49
6 июн		Полностью виден из Тихого океана и Восточной Азии, начало транзита видно из Северной Америки, а конец видно из Европы. Первый транзит во время вращения космического корабля вокруг Венеры.
Видимость транзита Венеры 2012.png		[11]
Будущие транзиты Венеры
Дата (даты)
транзит		Время (универсальное глобальное время )ЗаметкиТранзитный путь
(HM Nautical
Офис Альманаха)
НачнитеСерединаКонец
10–11 декабря 2117 г.23:58
10 декабря		02:48
11 декабря		05:38
11 декабря		Полностью виден в восточном Китае, Корее, Японии, юге Дальнего Востока России, на Тайване, в Индонезии и Австралии. Частично виден в Центральной Азии, на Ближнем Востоке, в южной части России, в Индии, большей части Африки и на крайнем западном побережье США.[12]
8 декабря 2125 г.13:1516:0118:48Виден полностью в Южной Америке и на востоке США. Частично виден в Западной Америке, Европе, Африке и Океании.[13]
11 июня 2247 г.08:4211:3314:25Полностью виден в Африке, Европе и на Ближнем Востоке. Частично виден в Восточной Азии и Индонезии, а также в Северной и Южной Америке.[14]
9 июня 2255 г.01:0804:3808:08Полностью виден в России, Индии, Китае и Западной Австралии. Частично виден в Африке, Европе и на западе США.[15]
12–13 декабря 2360 г.22:32
12 декабря		01:44
13 декабря		04:56
13 декабря		Виден полностью в Австралии и большей части Индонезии. Частично виден в Азии, Африке и западной половине Америки.[16]
10 декабря 236812:2914:4517:01Виден полностью в Южной Америке, Западной Африке и на восточном побережье США. Частично виден в Европе, на западе США и на Ближнем Востоке.[17]
12 июня 249011:3914:1716:55Полностью виден в большинстве стран Америки, Западной Африки и Европы. Частично виден в Восточной Африке, на Ближнем Востоке и в Азии.[18]
10 июня 249803:4807:2511:02Полностью виден в большей части Европы, Азии, Ближнего Востока и Восточной Африки. Частично виден в восточной Америке, Индонезии и Австралии.[19]

Через более длительные периоды времени начнутся новые серии транзитов, а старые серии закончатся. в отличие от серия сарос для лунных затмений серия транзитов может возобновиться после перерыва. Серии транзита также различаются по длине намного больше, чем серия саросов.

Выпас и одновременные переходы

Иногда Венера касается Солнца только во время транзита. В этом случае возможно, что в некоторых областях Земли можно увидеть полный транзит, в то время как в других регионах есть только частичный транзит (нет второй или третий контакт ). Последний транзит этого типа был 6 декабря 1631 года, а следующий такой транзит произойдет 13 декабря 2611 года.[9] Также возможно, что прохождение Венеры можно рассматривать в некоторых частях мира как частичное прохождение, в то время как в других Венера пропускает Солнце. Последний такой транзит произошел 19 ноября 541 г. до н.э., а следующий транзит такого типа произойдет 14 декабря 2854 г.[9] Эти эффекты возникают из-за параллакс, поскольку размер Земли дает разные точки обзора с немного разными линиями обзора Венеры и Солнца. Это можно продемонстрировать, закрыв глаз и держа палец перед более удаленным объектом меньшего размера; когда зритель открывает другой глаз и закрывает первый, палец больше не будет перед объектом.

Одновременное возникновение транзит Меркурия и прохождение Венеры действительно происходит, но крайне редко. Последнее событие произошло 22 сентября. 373 173 до н. Э. и состоится 26 июля 69,163, и - учитывая маловероятные предположения о постоянстве вращения Земли - снова 29 марта 224,508.[64][65] Одновременное возникновение солнечное затмение и транзит Венеры в настоящее время возможен, но очень редко. Следующее солнечное затмение во время прохождения Венеры произойдет 5 апреля. 15,232.[64] В последний раз солнечное затмение произошло во время прохождения Венеры 1 ноября 15 607 г. до н.э.[66] Через несколько часов после прохождения 3–4 июня 1769 г. произошло полное солнечное затмение.[67] что было видно в Северная Америка, Европа и Северная Азия.

использованная литература

  1. ^ МакКлюр, Брюс (29 мая 2012 г.). «Все, что вам нужно знать: транзит Венеры 5–6 июня». ЗемляНебо. Earthsky Communications Inc. Получено 2 июн 2012.
  2. ^ Лэнгфорд, Питер М. (сентябрь 1998 г.). «Проходы Венеры». Веб-сайт секции астрономии La Société Guernesiaise. Астрономическое общество Нормандского острова Гернси. Получено 1 марта 2012.
  3. ^ Шорт, Дэвид (22 мая 2012 г.). "Некоторые подробности про транзиты Венеры". Веб-сайт планетарного общества. Планетарное общество. Получено 22 мая 2012.
  4. ^ Вестфол, Джон Э. (ноябрь 2003 г.). «8 июня 2004 года: прохождение Венеры». Архивировано из оригинал 8 августа 2007 г.. Получено 25 сентября 2006.
  5. ^ Вестфол, Джон Э. «8 июня 2004 года: прохождение Венеры». alpo-astronomy.org. Получено 8 декабря 2009.
  6. ^ Клотц, Ирэн (6 июня 2012 г.). «Транзит Венеры дает возможность изучить атмосферу планеты (+ видео)». Christian Science Monitor. Получено 6 июн 2012.
  7. ^ а б «Венера по сравнению с Землей». Европейское космическое агентство. 2000 г.. Получено 25 сентября 2006.
  8. ^ Гизен, Юрген (2003). «Транзитный апплет движения». Получено 26 сентября 2006.
  9. ^ а б c d е Эспенак, Фред (11 февраля 2004 г.). "Прохождение Венеры, Каталог шести тысячелетий: 2000 г. до н.э. - 4000 г. н.э.". НАСА. Архивировано из оригинал 24 июня 2011 г.
  10. ^ Уокер, Джон. "Переход Венеры с Земли". Fourmilab Швейцария. Получено 21 сентября 2006.
  11. ^ Ринкон, Пол (7 ноября 2005 г.). "Планета Венера: злой двойник Земли"'". BBC. Получено 25 сентября 2006.
  12. ^ Морли, Сильванус Г. (1994). Древние майя (5-е изд.). Stanford University Press. ISBN  978-0-8047-2310-7.
  13. ^ Бём, Богумил; Бём, Владимир. "Дрезденский кодекс - книга астрономии майя". Получено 25 сентября 2006.
  14. ^ Аллен, Хесус Галиндо; Аллен, Кристина (2005). Наблюдения майя за прохождением Венеры в 13 веке?. Труды Международного астрономического союза. 196. IAU. С. 124–137. Bibcode:2005tvnv.conf..124G. Дои:10.1017 / S1743921305001328. ISBN  978-0-521-84907-4. ISSN  1743-9213. Получено 31 августа 2013.
  15. ^ Салли П. Рагеп (2007). «Ибн Сина: Абу Али аль-Хусайн ибн Абдаллах ибн Сина». В Томасе Хоккей (ред.). Биографическая энциклопедия астрономов. Springer Science + Business Media. С. 570–572.
  16. ^ Гольдштейн, Бернард Р. (1969). «Некоторые средневековые отчеты о транзитах Венеры и Меркурия». Центавр. 14 (1): 49–59. Bibcode:1969Цент ... 14 ... 49G. Дои:10.1111 / j.1600-0498.1969.tb00135.x.
  17. ^ Гольдштейн, Бернард Р. (март 1972 г.). «Теория и наблюдения в средневековой астрономии». Исида. 63 (1): 39–47 [44]. Bibcode:1972 г., Isis ... 63 ... 39G. Дои:10.1086/350839.
  18. ^ ван Гент, Роберт Х. "Прохождение Венеры Библиография". Получено 11 сентября 2009.
  19. ^ Коллерстрем, Николас (2004). "Наблюдение Уильяма Крэбтри прохождения Венеры" (PDF). Труды Коллоквиума МАС № 196, 2004 г.. Международный астрономический союз. Получено 10 мая 2012.
  20. ^ а б Марстон, Пол (2004). Иеремия Хоррокс - молодой гений и первый наблюдатель транзита Венеры. Университет Центрального Ланкашира. С. 14–37.
  21. ^ Тец, Д.А. (2003). «Транзиты Венеры и астрономической единицы». Математический журнал. 76 (5): 335–348. Дои:10.1080 / 0025570X.2003.11953207. JSTOR  3654879. S2CID  54867823.
  22. ^ Галлей, Эдмунд (1716). «Новый метод определения параллакса Солнца или его расстояния от Земли». Философские труды. XXIX: 454. Архивировано с оригинал 24 июня 2011 г.
  23. ^ Леверингтон, Дэвид (2003). От Вавилона до Вояджера и дальше: история планетарной астрономии. Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 140–142. ISBN  978-0-521-80840-8.
  24. ^ а б c d Погге, профессор Ричард. "Лекция 26: Как далеко до Солнца? Проходы Венеры 1761 и 1769 годов". Получено 25 сентября 2006.
  25. ^ Хауз, Дерек (2004). «Оксфордский национальный биографический словарь: Иеремия Диксон». Оксфордский национальный биографический словарь (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета. Дои:10.1093 / ссылка: odnb / 37360. Получено 22 февраля 2012. (Подписка или Членство в публичной библиотеке Великобритании требуется.)
  26. ^ Хоуз, Дерек (1989). Невил Маскелайн: Морской астроном. Кембридж: Издательство Кембриджского университета.
  27. ^ Владимир Шильцев (1970). «Открытие Ломоносовым атмосферы Венеры в 1761 году: английский перевод оригинальной публикации с комментариями». arXiv:1206.3489 [Physics.hist-ph ].
  28. ^ Маров Михаил Яковлевич (2004). «Михаил Ломоносов и открытие атмосферы Венеры во время транзита 1761 года». Труды Международного астрономического союза. 2004: 209–219. Bibcode:2005tvnv.conf..209M. Дои:10.1017 / S1743921305001390.
  29. ^ Шихан, Джей; Шихан, Уильям (2012). «Ломоносов, открытие атмосферы Венеры и транзиты Венеры в восемнадцатом веке». Журнал астрономической истории и наследия. 15 (1): 3. Bibcode:2012JAHH ... 15 .... 3P.
  30. ^ Александр Коукарин; Игорь Нестеренко; Юрий Петрунин; Владимир Шильцев (27 августа 2012 г.). «Экспериментальная реконструкция открытия Ломоносовым атмосферы Венеры с использованием античных рефракторов во время прохождения Венеры в 2012 году». Исследования Солнечной Системы. 47 (6): 487–490. arXiv:1208.5286. Bibcode:2013СоСыР..47..487K. Дои:10.1134 / S0038094613060038. S2CID  119201160.
  31. ^ Шильцев, В .; Нестеренко, И .; Розенфельд, Р. (2013). «Повторение открытия атмосферы Венеры». Физика сегодня. 66 (2): 64. Bibcode:2013ФТ .... 66б..64С. Дои:10.1063 / pt.3.1894. Архивировано из оригинал 4 июля 2013 г.
  32. ^ Koukarine, A .; и другие. (2013). «Экспериментальная реконструкция открытия Ломоносовым атмосферы Венеры с использованием античных рефракторов во время прохождения Венеры в 2012 году». Исследования Солнечной Системы. 47 (6): 487–490. arXiv:1208.5286. Bibcode:2013СоСыР..47..487K. Дои:10.1134 / S0038094613060038. S2CID  119201160.
  33. ^ «Джеймс Кук и прохождение Венеры». Заголовки новостей НАСА: Новости науки. nasa.gov. Получено 6 июн 2012.
  34. ^ Майер, Кристиан; Парсонс, Джеймс (1764). "Отчет о прохождении Венеры: в письме Чарльзу Мортону, M. D. Secret. R. S. от Кристиана Майера, S. J. Перевод с латыни Джеймсом Парсонсом, M. D". Философские труды Королевского общества. 54: 163–164. Bibcode:1764РСПТ ... 54..163М. Дои:10.1098 / rstl.1764.0030.
  35. ^ Маклафлин, Стюарт (1992). «Ранняя история обсерватории Кью». История Ричмонда: журнал Ричмондского краеведческого общества. 13: 48–49. ISSN  0263-0958.
  36. ^ Мэйс, Джулиан (2004). «История обсерватории Кью». История Ричмонда: журнал Ричмондского краеведческого общества. 25: 44–57. ISSN  0263-0958.
  37. ^ Кэтрин Б. Херст, Выбор провидения, 23 марта 2012 г. Дата обращения 20 апреля 2016.
  38. ^ Запад, Бенджамин, Отчет о наблюдении Венеры над Солнцем в третий день июня 1769 года в Провиденсе, Новая Англия, с некоторым учетом использования этих наблюдений, Джон Картер, 1769 (получено 20 апреля 2016 г.); с расширенной аннотацией, опубликованной в Труды Американского философского общества, Том 1. С. 97–105.
  39. ^ Американское философское общество, Сделки (Old Series, vol. 1, 1769–71): см. Ссылка на Google Книги (получено 20 апреля 2016 г.).
  40. ^ У. Смит, "Параллакс Солнца, полученный из сравнения Норритона и некоторых других американских наблюдений прохождения Венеры 1769 года, с гринвичскими и другими европейскими наблюдениями того же самого", Труды Американского философского общества, Том 1 (1871), стр. 54–72. Солнечный параллакс определяется как «угол, под которым полудиаметр Земли [т.е. радиус] образует с Солнцем».
  41. ^ См., Например, Стэнли, Дэвид (2004). Справочники по Луне Южный Тихий океан (8-е изд.). Издательство Авалон Трэвел. п.175. ISBN  978-1-56691-411-6. точка Венера повар.
  42. ^ Рис, Эрнест, изд. (1999). Путешествие капитана Кука. Wordsworth Editions Ltd., стр. 29–30. ISBN  978-1-84022-100-8.
  43. ^ В память В архиве 5 декабря 2014 г. Wayback Machine French_Academy_of_Sciences
  44. ^ Андерсон, Марк (2012). День, когда мир открыл Солнце: необыкновенная история научного приключения и гонки по отслеживанию прохождения Венеры. Da Capo Press. ISBN  978-0-306-82038-0.
  45. ^ Руджер Бошкович, Giornale di un viaggio da Constantinopoli в Полонии, 1762
  46. ^ «Объяснение эффекта черной капли при прохождении Меркурия и предстоящем прохождении Венеры». AAS. 4 января 2004 г. Архивировано с оригинал 10 июля 2006 г.. Получено 21 сентября 2006.
  47. ^ а б c d «Прохождение Венеры - Поцелуй богини». Экономист. 27 мая 2004 г.. Получено 25 сентября 2006.
  48. ^ Р. П. Максимилиани Ад и С. Дж. - Observatio transitus Veneris ante discum Solis die 3. junii anno 1769. Wardoëhusii, auspiciis potentissimi ac clementissimi regis Daniae et Norvegiae, Christiani septimi, facta et societati reg. scientiarum Hafniensi die 24. Novembris 1769. Praelecta. Hafniae, тип. Orphanotrophii regii, excudit Gerhard Wiese Salicath, 82 стр.
  49. ^ Ephemerides astronomicae, anni 1773. Adjecta Collectione omnium monitoringum transitus Veneris ante discum Solis diei 3. Junii 1769. per orbem universalum factorum, atque Appendice de parallaxi Solis ex monitoringibus tarnsitus Veneris anni 1769. Vindobonae, 1773, тип. Траттнер, 311, 121 с.
  50. ^ De parallaxi Solis ex monitoringibus transitus Veneris anni 1769. Vindobonae, 1772, тип. Дж. Траттнер, 116 с.
  51. ^ "Транзит 1874 года". Королевское общество. Получено 6 марта 2015.
  52. ^ Европейская южная обсерватория. "Прохождение Венеры 2004". Получено 6 июн 2012.
  53. ^ Европейская южная обсерватория. "Подведение итогов уникальной программы" Прохождение Венеры 2004 "(VT-2004)". Получено 6 июн 2012.
  54. ^ Макки, Мэгги (6 июня 2004 г.). "Охотники за внесолнечными планетами глазами транзита Венеры". Новый ученый. Получено 27 сентября 2006.
  55. ^ Gould, A .; и другие. (10 июня 2006 г.). «Микролинза OGLE-2005-BLG-169 подразумевает, что холодные нептуноподобные планеты являются общими». Письма в астрофизический журнал. 644 (1): L37 – L40. arXiv:astro-ph / 0603276. Bibcode:2006ApJ ... 644L..37G. Дои:10.1086/505421. S2CID  14270439.
  56. ^ Эспенак, Фред (18 июня 2002 г.). "Прохождение Венеры 2004 и 2012 гг.". НАСА. Получено 11 мая 2017.
  57. ^ Уолл, Майкл (16 мая 2012 г.). «Транзит Венеры 5 июня может принести новые открытия на чужую планету». space.com. TheHuffingtonPost.com, Inc. Получено 21 мая 2012.
  58. ^ "Обратный отсчет до прохождения Венеры - ближайшая к нам лаборатория для испытаний экзопланет", Phys.org, 5 марта 2012 г.
  59. ^ «Эксперимент в сумерках Венеры: явления преломления и рассеяния во время прохождения Венеры 5–6 июня 2012 г.», venustex.oca.eu.
  60. ^ «НАСА - Каталог транзитов Венеры». НАСА. Получено 26 мая 2016.
  61. ^ Хотя транзиты произошли в мае и ноябре до 1631 года, этот очевидный скачок дат был связан с переходом с юлианского календаря на григорианский 15 октября 1582 года.
  62. ^ Белл, Стив (2004). «Прохождение Венеры 1000 г. н.э. - 2700 г. н.э.». Управление морского альманаха HM. Архивировано из оригинал 7 сентября 2006 г.. Получено 25 сентября 2006.
  63. ^ Уинтроп, Джон (1764). "Наблюдение прохождения Венеры 6 июня 1761 года в Сент-Джонс, Ньюфаундленд". Философские труды Королевского общества. 54: 279–283. Дои:10.1098 / rstl.1764.0048.
  64. ^ а б "Вопросы и ответы о хобби", Небо и телескоп, Август 2004 г., стр. 138
  65. ^ Эспенак, Фред (21 апреля 2005 г.). "Прохождение Меркурия, Каталог семи веков: 1601–2300 гг. Н. Э.". НАСА. Архивировано из оригинал 28 сентября 2006 г.. Получено 27 сентября 2006.
  66. ^ Елязков, Елязько. «Одновременное наступление солнечного затмения и транзита». Transit.savage-garden.org. Архивировано из оригинал 27 июля 2011 г.. Получено 11 августа 2009.
  67. ^ Лаланд, Жером; Мессье, Шарль (1769). "Наблюдения прохождения Венеры 3 июня 1769 года и затмения Солнца на следующий день, сделанные в Париже и в других местах. Извлечены из писем, адресованных г-ном де Ла Ланд из Королевской академии наук в Париже. , и FRS Королевскому астроному; и из письма г-на Мессье г-ну Магальхенсу ". Философские труды. 59: 374–377. Bibcode:1769РСПТ ... 59..374Д. Дои:10.1098 / рстл.1769.0050.

дальнейшее чтение

внешние ссылки

Общее

Июнь 2012 транзит