Um trânsito de Vênus em frente ao Sol ocorre durante a passagem do planeta Vênus exatamente entre a Terra e o Sol , obscurecendo uma pequena parte do disco solar. Durante o trânsito , Vênus pode ser observado da Terra como um pequeno disco preto movendo-se na frente do sol. A duração de tais trânsitos é geralmente de algumas horas ( a de 2004 durou 6 horas). Um trânsito é semelhante a um eclipse solarpela Lua, mas embora Vênus tenha quase quatro vezes o tamanho da Lua, parece muito menor por causa da maior distância que o separa da Terra; e também sua proximidade com o sol. Antes da era espacial, observar os trânsitos de Vênus ajudava os cientistas a calcular a distância Terra-Sol usando o método da paralaxe . A distância entre o Sol e Vênus é 0,72 UA. Os trânsitos de Vênus estão entre os fenômenos astronômicos previsíveis menos frequentes e atualmente ocorrem em uma sequência que se repete a cada 243 anos, com pares de trânsitos com 8 anos separados por 121,5 e 105,5 anos. Antes de 2004, o par anterior de trânsitos data de dezembro de 1874e dezembro de 1882 . O primeiro do par de trânsitos do início do XXI th século ocorreu 08 de junho de 2004 eo seguinte teve lugar 06 de junho de 2012 . Após 2012, os próximos trânsitos ocorrerão em 2117 e 2125.
Um trânsito de Vênus pode ser observado com segurança com as mesmas precauções usadas para observar as fases parciais de um eclipse solar . Colocar o disco solar sem proteção rapidamente causa sérios danos aos olhos e, às vezes, danos permanentes.
Na maioria dos casos, quando Vênus e a Terra estão em conjunção , não estão alinhados com o sol. A órbita de Vênus é inclinada 3,4 ° em relação à da Terra e, portanto, passa abaixo (ou acima) do Sol no céu. Observado da Terra, Vênus na conjunção inferior pode estar a até 9,6 ° do Sol, embora a inclinação seja de apenas 3,4 °. Como o diâmetro angular do Sol é de aproximadamente 1/2 grau, Vênus passa acima ou abaixo do Sol em mais de 18 diâmetros solares. O trânsito ocorre quando os dois planetas estão em conjunção no momento (ou quase no momento) em que cruzam a linha de intersecção de seus planos orbitais .
Os trânsitos se repetem em uma sequência de 243 anos com um par de trânsitos separados de 8 anos seguido por um intervalo de 121,5 anos, outro par de trânsitos separados de 8 anos e um intervalo de 105,5 anos. Esse período de 243 anos se deve ao fato de que 243 anos siderais (365,25636 dias, um pouco mais que o ano tropical ) são 88.757,3 dias e 395 anos siderais de Vênus (224.701 dias) são 88.757,9 dias. Assim, após esse período, Vênus e a Terra retornaram quase às mesmas posições em sua órbita. Este período corresponde a 152 períodos sinódicos de Vênus.
A seqüência 105,5 / 8 / 121,5 / 8 não é a única possível no período de 243 anos devido ao pequeno atraso entre a conjunção e a passagem para a linha dos nós . Antes de 1518 , havia apenas três trânsitos a cada 243 anos após a sequência 8 / 113,5 / 121,5, e os oito trânsitos anteriores ao de 546 tinham 121,5 anos de intervalo. A sequência atual continuará até 2846 e será então substituída pela sequência 105,5 / 129,5 / 8. Assim, o período de 243 anos é relativamente estável, mas o número de trânsitos e seu espaçamento durante esse período mudam com o passar dos anos.
A conjunção superior de Vênus, quando o planeta passa atrás do Sol sem ser obscurecido, forneceu um dos testes experimentais da relatividade geral . Consistia em medir o aumento no tempo de propagação da luz quando ela passa perto de uma grande massa, aqui o sol. Experimentalmente, o tempo de retorno de um eco de radar foi medido durante um período de aproximadamente 2 anos em torno do23 de janeiro de 1970, data em que o alinhamento Vênus-Sol-Terra foi máximo. As medições dos radiotelescópios de Arecibo e Haystack encontraram um alongamento deste período de quase 200 ms , em perfeita concordância com a teoria.
Antigamente, astrônomos gregos , egípcios , babilônios e chineses conheciam Vênus e registravam seus movimentos. Os antigos gregos acreditavam que as aparições matinais e noturnas de Vênus correspondiam a dois objetos diferentes, Hesperus , a estrela da tarde, e Fósforo, a estrela da manhã. Pitágoras tem o crédito de descobrir que era o mesmo planeta. No IV ª século aC. AD , Heraclides du Pont formulou a hipótese de que Vênus e Mercúrio orbitam o Sol e não a Terra. Não há evidências de que essas culturas conhecessem os trânsitos.
Vênus foi importante para as civilizações pré-colombianas , em particular para os maias, que a chamaram de Chak ek , “a grande estrela” e talvez lhe atribuíssem mais importância do que o Sol; eles identificaram Vênus com o deus Kukulkan (equivalente maia de Quetzalcoatl ) e basearam seu calendário principalmente nos ciclos de Vênus. No Códice de Dresden , os maias traçaram o ciclo completo de Vênus, mas, apesar de seu conhecimento preciso de seus movimentos, não mencionam o trânsito.
Além de sua raridade, o interesse da observação de um trânsito de Vênus é que ela possibilita o cálculo do tamanho do sistema solar pelo método da paralaxe . A técnica consiste em medir a pequena diferença no tempo de início (ou término) do trânsito observado de pontos distantes da superfície terrestre. A diferença entre os locais de observação permite calcular a distância Sol-Vênus por triangulação .
Embora no XVII th astrônomos do século pode saber calcular as distâncias relativas de cada planeta do Sol em termos de distância Terra-Sol (isto é, unidade astronômica ), a unidade de base não foi medido com precisão.
Johannes Kepler foi o primeiro a prever um trânsito de Vênus para 1631 , mas não foi observado porque a previsão de Kepler não era precisa o suficiente para determinar que o trânsito não seria visível da maior parte da Europa.
A primeira observação de um trânsito de Vênus foi feita por Jeremiah Horrocks de sua casa em Much Hoole perto de Preston, na Inglaterra , em4 de dezembro de 1639(24 de novembro de acordo com o calendário juliano então em vigor neste país). Seu amigo William Crabtree observou o trânsito de Salford perto de Manchester . Kepler previu os trânsitos de 1631 e 1761 e uma pastagem em 1639 . Horrocks corrigiu os parâmetros orbitais de Vênus estabelecidos por Kepler e percebeu que os trânsitos de Vênus aconteceriam em pares separados de 8 anos e, portanto, poderia prever o de 1639 . Embora não tivesse certeza da hora exata, calculou que o trânsito começaria por volta das 15 horas. Horrocks focalizou a imagem do Sol em uma tela usando um telescópio simples para observá-lo com segurança. Depois de esperar o dia todo, ele teve a sorte de ver o trânsito enquanto as nuvens que obscureciam o Sol clareavam às 15h15, apenas uma hora antes do pôr do sol. Suas medições permitiram que ele fizesse estimativas sustentáveis tanto do tamanho de Vênus quanto da distância Terra-Sol. Sua estimativa da distância Terra-Sol foi de 95,6 milhões de quilômetros (0,639 UA ) - cerca de dois terços da distância real, mas a medição mais precisa na época. No entanto, as observações de Horrocks não foram publicadas até 1661 , bem depois de sua morte.
Com base na observação do trânsito de Vênus em 1761 a partir do observatório de São Petersburgo , Mikhail Lomonosov prevê a existência de uma atmosfera neste planeta. Lomonosov detectou a refração dos raios solares e deduziu que somente a presença de uma atmosfera poderia explicar o aparecimento de um anel de luz ao redor da parte de Vênus que ainda não estava em contato com o disco solar no início do trânsito.
O par de trânsitos de 1761 e 1769 foi usado para calcular com precisão o valor da unidade astronômica pelo método de paralaxe descrito por James Gregory em Optica Promota em 1663 . Seguindo a proposta de Edmond Halley (então falecido há quase vinte anos), inúmeras expedições foram organizadas a vários lugares do mundo para observar esses trânsitos, prenunciando futuras colaborações científicas internacionais. Para observar o primeiro trânsito, cientistas e exploradores britânicos, austríacos e franceses (como Jean Chappe ) partiram para destinos como Sibéria , Noruega , Terra Nova e Madagascar . A maioria conseguiu observar pelo menos parte do trânsito, mas o melhor resultado foi alcançado por Jeremiah Dixon e Charles Mason no Cabo da Boa Esperança . Para o trânsito de 1769 , os cientistas foram para a Baía de Hudson , Baja California (então governada pela Espanha) e Noruega, além da primeira viagem do Capitão Cook para realizar este avistamento do Taiti . O astrônomo tcheco Christian Mayer foi convidado por Catarina II da Rússia para observar o trânsito de São Petersburgo , mas suas observações foram dificultadas principalmente por nuvens. O infeliz Guillaume Le Gentil passou oito anos viajando pelo Oceano Índico na tentativa de observar os dois trânsitos, mas sem sucesso em ambos os casos; sua ausência prolongada fez com que perdesse seu lugar na Academia de Ciências e seus bens porque suas cartas nunca chegaram à França, ele foi declarado morto (sua história se tornou o enredo da peça Le Transit de Vénus de Maureen Hunter ).
Infelizmente, não foi possível datar com precisão o início ou o fim do trânsito por causa do " fenômeno da gota preta ". Esse efeito foi por muito tempo atribuído à espessa camada atmosférica de Vênus e foi então considerado a primeira prova da existência dessa atmosfera. No entanto, foi estabelecido pelo menos desde a década de 1970 que esse efeito é um artefato instrumental, potencialmente amplificado pela turbulência atmosférica terrestre ou imperfeições em dispositivos ópticos.
Ao contrário do que sugere o título, a seguinte referência, onipresente na Internet, não traz nada de novo, exceto mais uma confirmação observacional do fenômeno.
Em 1771 , ao cruzar os dados dos trânsitos de 1761 e 1769 , o astrônomo francês Jérôme Lalande estabeleceu o valor da unidade astronômica em 153 milhões de quilômetros (± 1 milhão). A precisão foi menor do que o esperado devido ao fenômeno da gota preta, mas foi uma melhoria considerável em relação aos cálculos de Horrocks.
A observação dos trânsitos de 1874 e 1882 permitiu refinar esse resultado. O astrônomo americano Simon Newcomb verificou os dados dos últimos quatro trânsitos e deduziu um valor de 149,9 ± 0,31 Gm.
As técnicas modernas utilizam sondas de espaço e de radar de telemetria , foi possível calcular o valor da unidade astronômica com uma precisão de 30 m e tornar o método de paralaxe neste contexto obsoleto.
O trânsito de 2004, no entanto, despertou o interesse de cientistas que mediram as características da diminuição da luminosidade do Sol oculto por Vênus, a fim de aprimorar as técnicas que pretendem usar na busca de exoplanetas . Os métodos de detecção originais focavam em exoplanetas muito massivos (mais semelhantes a Júpiter do que à Terra), cuja gravidade é suficiente para fazer sua estrela oscilar de forma mensurável ao nível do seu próprio movimento , sua velocidade radial ou do efeito Doppler-Fizeau . Medir a queda na intensidade da luz durante um trânsito é potencialmente mais sensível e permitiria a detecção de planetas menores. No entanto, essas medidas requerem extrema precisão, por exemplo, o trânsito de Vênus causa uma diminuição na intensidade da radiação solar de apenas 0,001 magnitude , e o efeito do trânsito de pequenos exoplanetas deve ser tão pequeno.
As passagens de 2004 e 2012 também são de interesse para cientistas no estudo da atmosfera de Vênus. Quando Vênus entra e sai do disco solar, a luz solar é refratada pela atmosfera do planeta e faz com que um halo apareça ao redor de Vênus. É este mesmo halo que, observado por Mikhail Lomonosov em 1761, lhe permitiu descobrir a atmosfera de Vênus. O estudo da fotometria desse halo permite determinar parâmetros atmosféricos como a escala de altura ou a altitude das nuvens. Uma expedição internacional também é organizada para observar a passagem de vários locais ao redor do Pacífico, a fim de obter o maior número possível de imagens do halo.
Os trânsitos ocorrem atualmente em junho ou dezembro (ver tabela). Essas datas mudam lentamente ao longo das estações; antes de 1631 eles se apresentaram em maio e novembro. Os trânsitos geralmente chegam aos pares, espaçados de 8 anos porque a duração de 8 anos terrestres corresponde a quase 13 anos de Vênus, o que coloca os planetas nas mesmas posições relativas ao final desse período. Essa coincidência explica os trânsitos aos pares, mas não é precisa o suficiente para gerar trigêmeos porque Vênus leva 22 horas antes de cada trânsito. O último trânsito que não chegou aos pares data de 1396, o próximo será em 3089 .
| Data de meio-trânsito | Hora ( UTC ) | Notas | Layout ( HM Nautical Almanac Office ) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Começar | Meio Ambiente | Fim | |||
| 7 de dezembro de 1631 | 03:51 | 05:19 | 06:47 | Predito por Kepler . | [1] |
| 4 de dezembro de 1639 | 14:57 | 18h25 | 21:54 | Primeiro trânsito observado por Horrocks e Crabtree . | [2] |
| 6 de junho de 1761 | 02:02 | 05:19 | 08:37 | Lomonosov observa a atmosfera de Vênus. | [3] |
| 3 de junho de 1769 | 19:15 | 22:25 | 01:35 | Expedição do Capitão Cook ao Taiti. | [4] |
| 9 de dezembro de 1874 | 01:49 | 04:07 | 06:26 | Expedição de Pietro Tacchini a Muddapur, Índia e de Jacquemart às Ilhas Campbell . | [5] |
| 6 de dezembro de 1882 | 13:57 | 17:06 | 20h15 | João Filipe Sousa compõe o passeio O Trânsito de Vénus nesta ocasião. | [6] |
| 8 de junho de 2004 | 05:13 | 08:20 | 11h26 | 2004 Venus Transit : trânsito amplamente transmitido em vídeo por vários meios de comunicação. | [7] |
| 6 de junho de 2012 | 22:09 | 01:29 | 04:49 |
Trânsito de Vênus em 2012 : totalmente visível do Havaí, Austrália, Pacífico e Ásia Oriental. Início do trânsito visível na América do Norte, fim do trânsito visível na Europa Ocidental. |
[8] |
| Data de meio-trânsito | Hora ( UTC ) | Notas | Layout (HM Nautical Almanac Office) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Começar | Meio Ambiente | Fim | |||
| 11 de dezembro de 2117 | 23:58 | 02:48 | 05:38 | Totalmente visível da China Oriental, Japão, Taiwan, Indonésia e Austrália. Parcialmente visível da costa oeste dos Estados Unidos, Índia, grande parte da África e do Oriente Médio. |
[9] |
| 8 de dezembro de 2125 | 13h15 | 16:01 | 18h48 | Totalmente visível da América do Sul e do leste dos Estados Unidos. Parcialmente visível no oeste dos Estados Unidos, Europa e África. |
[10] |
Às vezes, Vênus apenas roça o disco solar durante um trânsito. Nesse caso, é possível que algumas regiões da Terra vejam apenas trânsito parcial (nenhum segundo ou terceiro contato), enquanto esse trânsito é visto completo de outras regiões.
O último trânsito deste tipo data de7 de dezembro de 1631e o próximo é em 13 de dezembro de 2611 .
Da mesma forma, é possível que o trânsito seja parcialmente visível de algumas regiões, enquanto não será observável de outras.
A última ocorrência de tal caso data de 19 de novembro de 541 AC. AD e o próximo é em 14 de dezembro de 2854 . Este trânsito de 2854 (o segundo do par 2846/2854), não pode ser observado do centro da face iluminada da Terra, será apenas parcialmente visível de parte do hemisfério sul.
A ocorrência simultânea de um trânsito de Mercúrio e de um trânsito de Vênus é possível, mas (re) ocorrerá em um futuro muito distante: o próximo está previsto para 26 de julho de 69 163, depois o próximo no ano de 224.508.
A ocorrência simultânea de um eclipse solar com trânsito de Vênus é possível, mas muito raro, o próximo eclipse simultâneo com trânsito de Vênus está agendado para 5 de abril de 15 232. No dia seguinte ao trânsito do3 de junho de 1769, houve um eclipse solar total visível de Labrador , Groenlândia e nordeste da Sibéria .
O meio mais seguro de observação é a observação indireta: projetar a imagem do Sol em uma superfície usando um telescópio , binóculos ou um papelão furado. Mas o fenômeno também pode ser visto diretamente usando filtros apropriados, como um filtro solar astronômico revestido com uma camada de cromo ou óculos de observação do eclipse solar.
O método antigo de usar um negativo fotográfico preto e branco exposto ou certas máscaras de soldagem não é mais considerado seguro: pequenas imperfeições ou perfurações no filme permitem a passagem de raios ultravioleta prejudiciais. Da mesma forma, um negativo colorido não contém prata e, portanto, é transparente aos raios infravermelhos, que podem queimar a retina. Olhar diretamente para o sol sem proteção pode causar perda temporária ou permanente da função visual, danificando ou destruindo as células da retina .
Existem quatro momentos-chave durante um trânsito, quando a circunferência de Vênus é tangente à do disco solar:
Um quinto ponto digno de nota sobre os trânsitos mais longos é quando Vênus está no meio de seu caminho através do disco solar, indicando que metade da duração do trânsito já passou.
