Trânsito (astronomia)

Um trânsito é, em astronomia , a passagem de um objeto celeste entre o observador e outro objeto. O primeiro objeto então parece se mover na frente do segundo.

Se a posição do observador não for especificada, o último está implicitamente na Terra .

Definições

O termo "trânsito" é usado nos casos em que o objeto mais próximo tem um diâmetro aparente significativamente menor do que o objeto mais distante. Quando o objeto interposto tem diâmetro angular maior que o segundo, o fenômeno é ocultação . Se o observador está imerso na sombra do objeto em trânsito, é um eclipse . Quando o diâmetro angular do objeto mais próximo é menor, mas mesmo assim próximo ao segundo objeto, é chamado de eclipse anular . Cada um desses fenômenos são os efeitos visíveis de uma sizígia .

Um exemplo de trânsito envolve o movimento de um planeta entre a Terra e o Sol , o que só pode acontecer com Mercúrio ou Vênus . No entanto, de planetas mais distantes, como Marte , a Terra pode transitar além do sol.

O termo também pode se referir ao movimento de um satélite natural na frente do planeta ao redor do qual ele gira, por exemplo, os satélites galileus de Júpiter .

Um trânsito requer três objetos celestes para serem alinhados. Acontece mais raramente que quatro objetos celestes são. Tal caso ocorreu em21 de março de 1894por volta das 23:00 UTC , quando Mercúrio passou pelo Sol de Vênus e Mercúrio e Vênus passou pelo Sol de Saturno .

Contatos

Durante um trânsito, quatro “contatos” ocorrem, quando a circunferência do objeto menor toca a do objeto maior em um ponto. Os contatos ocorrem na seguinte ordem:

Primeiro contato: o objeto menor está fora do objeto maior e se move em direção ao interior deste.
Segundo contato: o objeto menor está completamente dentro do objeto maior e se move em direção ao interior deste.
Terceiro contato: o objeto menor está totalmente dentro do objeto maior, mas se move para fora do objeto maior.
Quarto contato: o objeto menor está fora do objeto maior e continua seu movimento para fora a partir deste.

Precauções a tomar

Observar um trânsito ou ocultação de um corpo em frente ao Sol, ou um eclipse solar parcial a olho nu ou usando um instrumento de observação pode ser muito perigoso e levar à cegueira irreversível. O vidro fumê ou os filmes fotográficos não são suficientes para proteger os olhos de toda a radiação emitida pelo Sol e a cegueira pode ocorrer algumas horas após a observação. É aconselhável ter filtros adequados, geralmente fornecidos para a ocasião por revistas de astronomia. Na França, esses filtros devem levar a marca NF .

Uma observação projetando a imagem do Sol é segura porque é indireta; basta fazê-lo com uma simples lupa e uma folha de papel. É necessário garantir que a concentração dos raios de luz não provoque um incêndio.

Diferentes casos possíveis de observação

Sistema solar (Mercúrio e Vênus)

Da Terra , só é possível visualizar o trânsito de um objeto do sistema solar em frente ao Sol se este estiver localizado abaixo da órbita terrestre. Do ponto de vista dos planetas, apenas Mercúrio e Vênus estão neste caso.

No entanto, é um fenômeno raro, que no caso de Vênus nunca ocorre mais de duas vezes por século, duas observações separadas por aproximadamente 8 anos. Os últimos trânsitos de Vênus em frente ao Sol ocorreram em 1874, 1882, o8 de junho de 2004 e a 6 de junho de 2012. O próximo acontecerá em11 de dezembro de 2117.

Mercúrio, mais perto do Sol do que Vênus, transita com mais frequência entre a Terra e o Sol: cerca de 13 vezes por século. Os últimos trânsitos ocorreram em15 de novembro de 1999, a 7 de maio de 2003, a 8 de novembro de 2006, a 9 de maio de 2016 e a 11 de novembro de 2019 ; o próximo acontecerá em13 de novembro de 2032

Em casos raros, um planeta pode passar na frente de outro, visto da Terra. O próximo fenômeno desse tipo ocorrerá em22 de novembro de 2065por volta de 12:43 UTC , quando Vênus (perto de sua conjunção superior , com um diâmetro angular de 10,6 " ) irá transitar por Júpiter (com um diâmetro angular de 30,9"). O trânsito, no entanto, ocorrerá a 8 ° do Sol e, portanto, não será observável sem proteção. Pouco antes disso, Vênus obscurecerá Ganimedes , o satélite de Júpiter, por volta das 11:24 UTC.

Entre 1700 e 2200, ocorrerão apenas 18 trânsitos de planetas, a partir da Terra. Além disso, nada ocorrerá entre 1818 e 2065:

Datado	Trânsito corporal	Corpo transitado	Modelo
19 de setembro de 1702	Júpiter	Netuno	Ocultação
20 de julho de 1705	Mercúrio	Júpiter	Transito
14 de julho de 1708	Mercúrio	Urano	Ocultação
4 de outubro de 1708	Mercúrio	Júpiter	Transito
28 de maio de 1737	Vênus	Mercúrio	Ocultação
29 de agosto de 1771	Vênus	Saturno	Transito
21 de julho de 1793	Mercúrio	Urano	Ocultação
9 de dezembro de 1808	Mercúrio	Saturno	Transito
3 de janeiro de 1818	Vênus	Júpiter	Transito
22 de novembro de 2065	Vênus	Júpiter	Transito
15 de julho de 2067	Mercúrio	Netuno	Ocultação
11 de agosto de 2079	Mercúrio	marcha	Ocultação
27 de outubro de 2088	Mercúrio	Júpiter	Transito
7 de abril de 2094	Mercúrio	Júpiter	Transito
21 de agosto de 2104	Vênus	Netuno	Ocultação
14 de setembro de 2123	Vênus	Júpiter	Transito
29 de julho de 2126	Mercúrio	marcha	Ocultação
3 de dezembro de 2133	Vênus	Mercúrio	Ocultação

Esses trânsitos também podem ser observados em outros planetas.
Marte, por exemplo, muitas vezes experimenta trânsitos de seus dois satélites, Fobos e Deimos , na frente do sol.

Fora do sistema solar

Observações da Terra

Alguns planetas extrasolares também transitam entre a Terra e sua estrela . Este é o caso em particular do planeta HD 209458 b . Essa característica permite realizar medições nas atmosferas desses planetas distantes. A observação de trânsitos também permite descobrir certos planetas extrasolares. Planethunters é um projeto de ciência cidadã no Zooniverse que convida os usuários da Internet a detectar trânsitos nas curvas de luz observadas pelo telescópio espacial Kepler .

O trânsito astronômico é um método de detecção de exoplanetas aplicável apenas a sistemas planetários cujo plano é perpendicular ao plano do céu, de forma que a probabilidade de observar tal trânsito para uma estrela aleatória em um momento aleatório é extremamente baixa. Para uma órbita circular e uma orientação aleatória uniforme do planeta, esta probabilidade é:

{\ displaystyle {\ rm {{prob} = {\ frac {R _ {*}} {a}} \ aprox 0 {,} 005 \; {\ frac {R _ {*}} {R_ {Dom}} } \ left ({\ frac {a} {1 \; {\ text {UA}}}} \ right) ^ {- 1}}}}

onde é o raio da estrela, é o do Sol, é o raio da órbita do planeta em torno da estrela e 1 UA corresponde a uma unidade astronômica . Isso é derivado da fração do ângulo sólido na esfera que é varrida pela sombra do planeta. $R _ {*}$ $R_ {dom}$ $Para$

O efeito a ser observado também é relativamente fraco, pois um planeta com um raio como Júpiter passando na frente de uma estrela com um raio solar produz uma diminuição relativa no fluxo luminoso de 1,1%. Essa proporção de 1% também é o limite de detecção de telescópios terrestres. Esse limite é de 0,01% para telescópios espaciais, o que corresponde a um planeta do diâmetro da Terra passando na frente de uma estrela como o sol.

Os exoplanetas com trânsito astronômico são importantes porque podemos deduzir seu raio a partir de sua curva de luz , portanto, com sua massa, deduzimos também sua densidade. As confirmações com a técnica de velocidade radial mostram que a maioria dos candidatos a planetas de trânsito são estrelas binárias eclipsando , com uma proporção de um planeta para 10 a 20 estrelas binárias.

Trânsito da Terra na frente do Sol de outra estrela

O método de trânsito permite detectar exoplanetas da Terra, desde que seu plano de rotação contenha o sistema solar. Da mesma forma, também é possível perguntar de quais sistemas estelares se pode observar o trânsito da Terra em frente ao Sol, ou seja, quais estrelas estão no plano da eclíptica . Em um raio de 100 pc em torno do Sol, um estudo não exaustivo encontrou cerca de 1000 estrelas, a mais próxima estando a 28 anos-luz de distância . Um observador pode ser capaz de determinar a composição da atmosfera da Terra. No entanto, o movimento das diferentes estrelas significa que o trânsito da Terra só é observável lá por durações da ordem de um século.

Um estudo de 2021 então listou usando dados astrométricos de Gaia as estrelas no mesmo raio de 100 pc para as quais um trânsito da Terra foi ou será observável em um intervalo de 10.000 anos centrado no presente. 1.715 sistemas estelares já foram capazes de observar o trânsito da Terra e 319 mais serão capazes de observá-lo no futuro; entre estes, encontramos em particular Ross 128 , a estrela de Teegarden ou Trappist 1 . Além disso, 75 desses sistemas estelares estão próximos o suficiente para já terem sido capazes de detectar as ondas de rádio emitidas pela humanidade.

História

A ocultação de Mercúrio por Vênus em 1737 foi observada por John Bevis no Observatório Real de Greenwich . É a única ocultação planetária mútua que já foi descrita em detalhes. Um trânsito de Marte na frente de Júpiter em12 de setembro de 1170foi no entanto observada pelo monge Gervase em Canterbury e por astrônomos chineses.

No XVIII th século, a par de trânsitos de Vênus através do Sol em 1761 e 1769, foi possível medir o valor da unidade astronômica . Além disso, foi para observar esse trânsito em 1769 (e procurar o continente do sul ) que o capitão James Cook, da Marinha Real, fez uma viagem da Inglaterra ao Taiti .

Referências

Perryman 2011, página 104.
Perryman 2011, página 117.
Perryman 2011, página 106.
(en) L. Kaltenegger e J. Pimenta, “ que as estrelas podem ver a Terra como um exoplaneta em trânsito? ” , Avisos mensais da Royal Astronomical Society: Letters , vol. 499, n o 1,20 de outubro de 2020( DOI 10.1093 / mnrasl / slaa161 , leia online ), acesso livre.
(en) L. Kaltenegger e JK Faherty, “ Estrelas do passado, do presente e do futuro que podem ver a Terra como um exoplaneta em trânsito ” , Nature , vol. 594,23 de junho de 2021( leia online )

Origens

Michael Perryman , The Exoplanet Handbook , Cambridge University Press,2011( ISBN 978-0-521-76559-6 ).

Bibliografia

James Lequeux , Thérèse Encrenaz e Fabienne Casoli , A revolução dos exoplanetas , Les Ulis, EDP Sciences ,2017, 214 p. ( ISBN 978-2-7598-2111-2 )

Veja também

links externos