Кто из ученых наблюдал прохождение венеры. Прохождение венеры по диску солнца и определение расстояния между ними

Другое

Прохожде́ние Вене́ры по ди́ску Со́лнца - разновидность астрономического прохождения (транзита), - 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. Прохождения схожи с солнечными затмениями, когда наша звезда закрывается Луной, но хотя диаметр Венеры почти в 4 раза больше, чем у Луны, во время прохождения она выглядит примерно в 30 раз меньше Солнца, так как находится значительно дальше от Земли, чем Луна. До наступления эпохи покорения космоса наблюдения этого явления позволили астрономам вычислить расстояние от Земли до Солнца методом параллакса.

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. Каждые 243 года повторяются 4 прохождения: два зимой (через 8 лет), затем долгий промежуток в 121,5 года, ещё два летом (опять через 8 лет) и промежуток в 105,5 года:247. 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 в 2012 году 6 июня на восходе в восточном полушарии и 5 июня на закате в западном. Последующие прохождения будут только в 2117 и 2125 годах, опять в декабре.

Это явление можно безопасно наблюдать, принимая те же меры предосторожности, что и при частном солнечном затмении. Наблюдение яркого солнечного диска без защиты глаз может серьёзно или даже полностью повредить сетчатку глаза.

2012 год

Прохождение Венеры по диску Солнца 2012 года - последнее в XXI веке для земного наблюдателя. Его можно будет наблюдать полностью в тихоокеанском регионе, включая большую часть России. В большей части Европы будет наблюдаться лишь часть явления после восхода, Северной Америки - до заката (кроме тех районов, где Солнце не заходит за горизонт, в этих районах прохождение будет видно полностью).
Как и в предыдущее прохождение текущей пары, происходившее в 2004 году, с помощью специальных приборов было возможно наблюдение явления Ломоносова: при соприкосновении Венеры с диском Солнца вокруг планеты возникает «тонкое, как волос, сияние» - следствие наличия у планеты атмосферы, открытой М. В. Ломоносовым при прохождении Венеры по диску Солнца 1761 года. Во время более частых прохождений Меркурия по диску Солнца этот эффект не наблюдается, поскольку у Меркурия нет атмосферы.



20.05.2012 0:16 | Александр Козловский

Наступило теплое утро начало июня. Солнце находилось уже достаточно высоко над горизонтом. Любитель астрономии подготовил свой небольшой рефрактор к наблюдениям Солнца. Для этого он надел на объектив телескопа темный солнечный фильтр. Это обязательное условие, т.к. яркость Солнца многократно усиленная оптической системой телескопа может сильно повредить глаз при рассматривании Солнца в окуляр. Это первое и главное условие при наблюдениях Солнца - нельзя смотреть незащищенным глазом на наше дневное светило, будь то наблюдения в телескоп или бинокль или невооруженным глазом Подготовив журнал для записей, точные часы-секундомер предварительно выверенные по сигналам точного времени, фотоаппарат, окуляры, солнечный экран и другие астрономические приспособления любитель зафиксировал в журнале начало наблюдений приступил к наблюдениям Солнца. В правой руке он держал часы-секундомер, держа палец на кнопке фиксации времени. Вот он нажал на кнопку, оторвался от окуляра телескопа, быстро сделал запись в журнале и вновь прильнул к окуляру. Что же он увидел на диске Солнца? На краю диска появился крохотный ущерб, как при солнечном затмении, но это было не затмение, а начало прохождения планеты Венера по диску Солнца.

Описанное выше наблюдение прохождения Венеры по диску Солнца, может иметь место 6 июня 2012 года в восточной половине России. Все любители астрономии нашей страны и всего мира готовятся к этому замечательному и весьма редкому явлению, которое удается пронаблюдать не каждому жителю Земли по той простой причине, что перерывы между парами прохождений превышают 100 лет. Поэтому данное прохождение, пожалуй, единственный шанс для всех жителей Земли (за редким исключением долгожителей) увидеть Венеру на диске Солнца.

О возможности прохождения Венеры по диску Солнца при наблюдении с Земли

Наша небесная соседка (ближайшая к Земле планета Солнечной системы) Венера имеет почти круговую орбиту, которую она обходит за 224,7 земных суток на расстоянии 108,2 млн. км или 0,723 а.е. от Солнца. Один оборот вокруг своей оси (венерианские звездные сутки) Венера совершает за 243 земных дня - максимальное время среди всех планет. Вокруг своей оси Венера вращается в обратную сторону, то есть в направлении, противоположном движению по орбите. Такое медленное, и притом обратное, вращение означает, что, если смотреть с Венеры, Солнце восходит и заходит всего лишь два раза за год, поскольку венерианские солнечные сутки равны 117 земным. Венера подходит к Земле на расстояние 45 млн. км - ближе, чем любая другая планета. По своим размерам Венера лишь немного меньше Земли, и масса у нее почти такая же. По этим причинам Венеру иногда называют близнецом или сестрой Земли. Однако поверхность и атмосфера этих двух планет совершенно различны. На Земле есть реки, озера, океаны и атмосфера, которой мы дышим. Венера - обжигающе горячая планета с плотной атмосферой, которая была бы губительной для человека. Из-за плотной атмосферы мы не можем видеть не только ее поверхность, но и какие либо четкие детали в атмосфере Венеры. Лишь в ультрафиолетовых лучах видна структура атмосферы.

Двигаясь по орбите, Венера через каждые земных 583,93 суток (синодический период обращения планеты) занимает положение между Землей и Солнцем. Такая конфигурация называется нижним соединением.

В моменты нижних соединений Венера может проецироваться на диск Солнца, вызывая своего рода частное затмение Солнца. Но размеры видимого диска Солнца превышают наибольшие видимые размеры Венеры в 30 раз и поэтому Венера при наблюдении в телескоп видна на диске Солнца в виде небольшого черного правильного кружка, хотя зоркие люди могут попытаться увидеть Венеру на диске Солнца и невооруженным глазом, конечно, через темное стекло (фильтр). Если бы Венера двигалась в той же плоскости, что и Земля, т. е. в плоскости эклиптики, то в каждом нижнем соединении с Солнцем, повторяющемся для Венеры каждые 583,93 земных суток, она находилась бы между Землей и Солнцем и могла бы проходить по его диску. Но так как орбита Венеры наклонена к плоскости эклиптики 3,395, то прохождения бывают очень редко планета в нижних соединениях, как правило, проходит севернее или южнее солнечного диска. Чтобы прохождение имело место, то нижнее соединение планеты должно происходить вблизи одного из узлов ее орбиты, так как только тогда Земля, внутренняя планета и Солнце могут оказаться на одной линии. Вследствие того, что долготы узлов и перигелиев планет изменяются очень мало, Земля ежегодно бывает в их окрестности примерно в одни и те же даты, и планеты находятся приблизительно в тех же точках своих орбит, когда пересекают эклиптику. Поэтому прохождения Венеры бывают в декабре или июне.

Прохождения Венеры по диску Солнца, которые наблюдались астрономами в прошлом и которые произойдут в ближайшем будущем. Время всемирное

Дата начало серед. конец Солнце Венера мин.раст ВЕНЕРА 6 Июнь 1761 01:55 05:19 08:43 945,0 28,9 570,3 ВЕНЕРА 3 Июнь 1769 19:07 22:24 01:40 945,2 28,9 611,6 ВЕНЕРА 9 Дек 1874 01:40 04:08 06:36 974,6 31,6 830,7 ВЕНЕРА 6 Дек 1882 13:51 17:08 20:25 974,2 31,6 636,1 ВЕНЕРА 8 Июнь 2004 05:04 08:17 11:31 945,3 28,9 624,3 ВЕНЕРА 6 Июнь 2012 22:06 01:32 04:59 945,6 28,9 553,1 ВЕНЕРА 11 Дек 2117 23:48 02:47 05:46 974,2 31,6 721,1 ВЕНЕРА 8 Дек 2125 13:05 16:00 18:55 974,0 31,6 736,5 ВЕНЕРА 11 Июнь 2247 08:35 11:34 14:33 945,6 28,9 692,2 ВЕНЕРА 9 Июнь 2255 01:00 04:36 08:12 945,9 29,0 494,7 Примечание: даты в таблице относится к середине явления, т.е. к середине прохождения Венеры по диску Солнца Это означает, что середина прохождения, например, 6 июня 2012 года наступит 6 июня в 1 час 32 минуты по всемирному времени Моменты по московскому времени указаны в конце статьи.

История наблюдений прохождений Венеры по диску Солнца

(Н. Г. Полозова и Л. И. Румянцева)

Прохождение Венеры по диску Солнца - самое редкое небесное явление. Оно повторяется правильными циклами в 243 года. Внутри такого цикла прохождения происходят парами вблизи каждого узла с промежутком в 8 лет. Пять синодических периодов обращения планеты равны 8 годам, поэтому нижние соединения вблизи узла орбиты повторяются через 8 лет. Если прохождение произошло, когда Венера находилась на некотором (меньшем предельного) расстоянии от узла, то за 8 лет она смещается по долготе на 2,5, по широте - на величину, меньшую видимого диаметра Солнца, так что по другую сторону от узла может произойти второе прохождение. Именно такая картина и наблюдалась в течение многих столетий. Прохождение у другого узла наступает через 121,5 года или через 105,5 лет. В каждом из узлов чередование такое: 8, 235, 8, 235 и т. д. лет. Если бы соединение произошло, когда планета находилась очень близко к узлу, то следующее прохождение в данном узле повторилось бы только через 243 года, поскольку через 8 лет положение планеты оказалось бы дальше предельно возможного. Такие одиночные прохождения в каждом узле имели место в очень далекую эпоху в годы от 427 г. до н. э. до 484 г. н. э. Они повторялись через 121,5 года.

В 2012 г. исполняется 373 года с момента первого наблюдения прохождения Венеры по диску Солнца. Это явление имело место 4 декабря 1639 г., и наблюдал его близ Ливерпуля двадцатилетний английский астроном-любитель Иеремия Хоррокс. За свою недолгую жизнь (1618-1641) он очень много успел сделать в астрономии. Выпускник колледжа Эммануэля в Кембридже, Хоррокс самостоятельно изучил основные астрономические труды предшественников и в первую очередь Иоганна Кеплера. Будучи неутомимым наблюдателем, стремясь к наибольшей точности в этой работе, он внес также значительный вклад в развитие теоретических знаний. Являясь последователем научных представлений Кеплера, он высказал идеи, согласно которым планеты не только притягиваются к Солнцу, но испытывают также взаимные притяжения; воздействуют они и на Солнце, но оно благодаря своей огромной массе остается неподвижным. Большое внимание Хоррокс уделил теории движения планет Солнечной системы. Он тщательно изучил Кеплера, исправил имеющиеся в них погрешности, в результате чего стало возможным заново на более точной основе определить элементы планетных орбит. Когда Иоганн Кеплер издал "Рудольфовы таблицы" движения планет в 1627 году, они позволили ему сделать довольно точные предсказания будущих положений и интересных соединений планет. Неожиданно он обнаружил, что и Меркурий и Венера будут проходить по диску Солнца в конце 1631 года. Кеплер не дожил до наблюдений предвычисленных им положений, но французским астрономом Пьер Гассенди пронаблюдал ноябрьское прохождение Меркурия по диску Солнца и тем самым доказал правильность расчетов Кеплера. Он пытался пронаблюдать и декабрьское прохождение Венеры, но современные расчеты показывают, что оно не было видимо в Европе. Хотя Кеплер предполагал, что следующее прохождение Венеры будет наблюдаться только в следующем столетии, Иеремия Хоррокс вычислил, что следующее прохождение Венеры по диску Солнца состоится в 1639 году. Его вычисления были закончены всего за месяц до прохождения, но он успел разослать свои расчеты другим астрономам. Хоррокс и его друг Уильям Крабтри были очевидно единственными, кто был свидетелем прохождения Венеры по диску Солнца 4 декабря 1639 года, которое позволило им точно измерить видимый диаметр планеты. Это было первое известное нам наблюдение феномена, и надо помнить, что сделано это было очень молодым человеком, и к тому же основным занятием Хоррокса была деятельность священника. Тем более восхищает необыкновенно высокий профессиональный уровень этого на редкость одаренного человека и его страстная увлеченность научным поиском. Сравнительно точно Хоррокс определил видимый диаметр Венеры (74"4"), а также поправки к положениям Солнца и планеты. Наблюдение прохождения Венеры по диску Солнца в 1639 г., а также все последующие наблюдения этого феномена способствовали прояснению вопроса об истинном значении солнечного параллакса. Еще Тихо Браге, как и древние астрономы, принимал его равным 3", а Кеплер уменьшил до 59", но и это значение было значительно больше истинного. Хоррокс получил его значение во много раз более точное- 14". Современное значение солнечного параллакса составляет 8,8". К сожалению, и Хоррокс и Крабтри умерли молодыми, и не смогли продолжить работы в этом направлении. Почти сорока годами позже молодой Эдмонд Галлей наблюдал в 1677 году прохождение Меркурия, и понял, что прохождения Меркурия и Венеры могут использоваться, чтобы определить расстояние от Земли до Солнца. Используя эффект параллакса при наблюдении из разных точек Земли можно было получить точные расстояния до объектов Солнечной системы. Прохождения Венеры были более подходящими для этой цели, нежели прохождения Меркурия, потому что Венера ближе к Земле и следовательно имеет больший параллакс. Галлей прикладывает все усилия, чтобы организовать экспедиции в разные концы Земли, чтобы наблюдать прохождения 1761 и 1769 годов. Много научных экспедиций наблюдали прохождения, но результаты были неутешительны. Точное время контактов вступления на диск Солнца измерить было невозможно из-за таинственного эффекта "черной капли", при котором край диска Венеры, искажался. Черная перемычка между краем Венеры и краем Солнца - "черная капля" мешала точно фиксировать время контактов. Не смутившись такими результатами, другие экспедиции была направлены многими странами для наблюдения прохождений Венеры в 1874 и 1882 года. И снова "черная капля" снижала точность наблюдений и определение расстояния до Солнца. Современные исследования показывают, что "черная капля" является результатом эффектов из-за волнений атмосферы Земли. Расстояние до Солнца и планет в настоящее время может быть измерено, при использовании радиотелескопов с помощью отраженного радиосигнала, так что прохождение в 2012 году не будет иметь особой научной важности. Однако, это замечательное и редкое явление, несомненно, будет наблюдаться многими обсерваториями мира и всеми любителями астрономии Земли. Наблюдая вступление на солнечный диск и схождение с него Венеры, обязательно обратите внимание на появление яркого ободка вокруг планеты, а также на характерную размытость ее краев. Именно эти явления в 1761 году выдающийся русский ученый М. В. Ломоносов (1711 - 1765) абсолютно точно интерпретировал как следствие наличия у Венеры плотной атмосферы. По инициативе М. В. Ломоносова Петербургская Академия наук командировала для наблюдения прохождения 6 июня 1761 г. Н. И. Попова в Иркутск и С. Я. Румовского в Селенгинск. Сам М. В. Ломоносов наблюдал явление в телескоп из окна своего дома в Петербурге и описал его в статье "Явление Венеры на Солнце, наблюденное в Санкт-Петербургской императорской Академии наук мая 26 дня 1761 года". При наблюдении этого прохождения Ломоносов заметил помутнение края солнечного диска при первом контакте ("черная капля"). А когда черный диск Венеры, повернутой к наблюдателю неосвещенной стороной, частично вступил на диск Солнца, вокруг его края, еще находившегося на фоне неба, вдруг вспыхнул тонкий огненный ободок. Этот ободок теперь принято называть явлением Ломоносова. Он вызван рефракцией света в атмосфере планеты. Ломоносов писал: "Сие ничто иное показывает, как преломление лучей солнечных в Венериной атмосфере". И заключает: "По сим примечаниям господин советник Ломоносов рассуждает, что планета Венера окружена знатною воздушною атмосферою, таковою (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного". ениальное открытие великого ученого 30 лет спустя было подтверждено И. Шретером и В. Гершелем, которые обнаружили на Венере сумеречные явления, порождаемые рассеянием солнечных лучей в верхних слоях ее атмосферы. Еще более тщательно подготовилась Петербургская Академия наук к наблюдениям прохождения 3 июня 1769 г. Обсерватория в Петербурге специально была отремонтирована и подготовлена к наблюдениям прохождения. Академия наук организовала также ряд экспедиций, которые были оснащены лучшими инструментами того времени. Одна под руководством С. Я. Румовского направилась в Колу, Д. Е. Левитц и П. Б. Иноходцев - в Гурьев, Л. Ю. Крафт - в Оренбург, сын великого математика X. Эйлер - в Орск, И. И. Исленьев - в Якутск. Почти во всех пунктах погода благоприятствовала наблюдениям. Труды всех экспедиций Академия наук издала на латыни в 1770 г. С. Я. Румовский (1734-1812) обработав свои наблюдения, получил для солнечного параллакса значение 8,67". В настоящее время согласно решению Международного астрономического союза для параллакса Солнца принято значение 8,79405". Таким образом, определение С. Я. Румовского очень близко к современному значению, погрешность всего 1,4 %. Результаты работ экспедиций, снаряженных Академиями наук Англии, Франции и американским Философским обществом, также были тщательно обработаны в 1822-1824 гг. и вторично переработаны в 1835 г. И. Ф. Энке, который вывел из них явно ошибочное значение солнечного параллакса, равное 8,571". Новая обработка этого наблюдательного материала, выполненная Повалки в 1864 г., дала иной результат - 8,83". Таков был вклад русских и зарубежных ученых в определение солнечного параллакса благодаря наблюдениям прохождения Венеры по диску Солнца.

ОБСТОЯТЕЛЬСТВА ПРОХОЖДЕНИЯ ВЕНЕРЫ ПО ДИСКУ СОЛНЦА

Как уже говорилось, прохождения Венеры по диску Солнца бывают июньские и декабрьские. Последнее из декабрьских прохождений произошло 6 декабря 1882 года. Но декабрьские прохождения могут видеть не все жители России по той простой причине, что Солнце в северных широтах страны в это время не восходит вообще. Поэтому предстоящее июньское прохождение весьма подходит для наблюдений на территории нашей страны. Откройте атмосферу Венеры самостоятельно! Наблюдайте прохождение Венеры по диску Солнца! Если вы не сможете пронаблюдать прохождение 6 июня 2012 года, то следующее увидят только наши далекие потомки 11 декабря 2117 года, как это видно из таблицы прохождений, но декабрьские прохождения, увы, неблагоприятны для наблюдений на территории России и северного полушария вообще. Не упустите свой шанс!

Прохождение Венеры по диску Солнца 6 июня 2012 года будет наблюдаться со всей территории России и стран СНГ. В западной половине страны Солнце взойдет уже с планетой на диске, а полностью явление можно будет наблюдать в восточной половине России и на севере страны, где Солнце в этот день не заходит за горизонт.

В столице России Солнце взойдет также с Венерой на диске, и у жителей Москвы и других городов западной половины России будет возможно наблюдать одновременный восход Венеры и Солнца. Если горизонт чист и ровен, то для пункта наблюдения можно точно зафиксировать восход Венеры при нахождении ее на солнечном диске, а также получить редкие и даже уникальные снимки, единственного в своем роде восхода Венеры.

Вообще, диск планеты вступит на солнечный диск в 2 часа 08 минут по московскому времени (первый контакт). В это время Солнце будет находиться под горизонтом. Появление Венеры над горизонтом произойдет в 5 часов 14 минут, и это один из самых интересных моментов явления.

Максимальное приближение к центру солнечного диска составит 555 угловых секунд от центра солнечного диска. В 8 часов 36 минут Венера коснется края солнечного диска и начнет схождение с него (третий контакт). Вновь можно будет наблюдать явление Ломоносова или ободок атмосферы Венеры.

Наиболее интересным явлением в прохождении Венеры по диску Солнца будет одновременное вступление Венеры на диск Солнца и восход Солнца над горизонтом. Такое явление можно будет наблюдать на территории России вдоль линии Новосибирск-Мурманск. Более точно можно уточнить попадание Вашего пункта наблюдения на эту линии по карте-схеме.

НАБЛЮДЕНИЯ ПРОХОЖДЕНИЯ ВЕНЕРЫ ПО ДИСКУ СОЛНЦА


НАБЛЮДЕНИЯ ПРОХОЖДЕНИЯ ВЕНЕРЫ ПО ДИСКУ СОЛНЦА НЕОБХОДИМО ПРОВОДИТЬ СКВОЗЬ ТЕМНОЕ СТЕКЛО, КОТОРОЕ ОСЛАБЛЯЕТ СОЛНЕЧНЫЙ СВЕТ ! Иначе можно повредить зрение. Подойдет защитное стекло, которым пользуются электросварщики. Фильтр желательно устанавливать пред объективом, а не за окуляром оптического инструмента. Если нет возможности укрепить фильтр перед объективом, то ОБЯЗАТЕЛЬНО НУЖНО ЗАДИАФРАГМИРОВАТЬ ОБЪЕКТИВ примерно наполовину, т.е. закрыть объектив куском плотного картона с отверстием равным по диаметру половине диаметра объектива. После этого можно использовать темное стекло у окуляра. Использование гибких плавящихся материалов типа засвеченной пленки или магнитных дисков в качестве окулярного фильтра не разрешается, т.к. они могут расплавиться от сфокусированных лучей Солнца и повредить зрение! Если наблюдать Солнце в телескоп без диафрагмы на объективе, то темное стекло, используемое в окуляре, может лопнуть от перегрева и также повредить глаз. Кроме темного стекла можно использовать засвеченную и проявленную фотопленку, сложенную в несколько слоев или отработанные магнитные диски от дискет для компьютера.

Для того чтобы пронаблюдать это замечательное астрономическое явление, необходимо иметь бинокль или телескоп, а зоркие люди смогут увидеть Венеру и невооруженным глазом! Диаметр видимого диска Венеры на момент прохождения будет равен 58 угловых секунд, что на пределе разрешения человеческого глаза. Видимый диаметр Солнца в это время будет равен 31,5 угловых минут. Телескоп или бинокль должен быть установлен на жесткую опору (штатив), которая позволит избежать дрожания изображения. Наблюдения, имеющие некоторую научную ценность, заключаются в фиксации моментов контактов краев диска Венеры с краем диска Солнца. Точность такой фиксации может составлять 0,1 секунды. А из за эффекта "черной капли" второй и третий контакт будет трудно зафиксировать с хорошей точностью. Для этого необходимо иметь секундомер показывающий десятые (лучше сотые) доли секунды. Для того чтобы более точно зафиксировать моменты контактов, нужно наблюдать Венеру в инструмент с увеличением 100 крат и более. Часы-секундомер должны быть выверены по сигналам точного времени по радио или по часам телевидения перед выпусками новостей. Начинать наблюдения нужно за несколько минут до расчетного времени. Нужно помнить, что в телескоп изображение видно перевернутым, нежели при наблюдении в бинокль. Момент первого контакта при наблюдении в бинокль необходимо ожидать в верхней части солнечного диска. При наблюдении в телескоп вступление Венеры на диск Солнца необходимо ожидать в нижней правой части солнечного диска. В момент первого контакта необходимо зафиксировать секундомер и записать показания с точностью, желательно, до 0,1 секунды. Во время приближения ко второму и к третьему контакту можно будет пронаблюдать тот самый светящийся ободок (атмосферу) на краю диска Венеры, который впервые описал М.В Ломоносов. Так же нужно сделать при втором, третьем и четвертом контакте. Труднее всего зафиксировать первый и второй контакт, отчасти из-за эффекта "черной капли".
Остальные контакты фиксировать легче, потому что Венера отчетливо наблюдается на диске Солнца, но опять же при третьем контакте будет сказываться эффект "черной капли". Продолжительность прохождения составит более шести с половиной часов для отдельно взятого пункта, и всем жителям России опять представится великолепная возможность убедиться в величии науки, которая, в отличие от астрологов, может предсказывать астрономические явления с большой точностью.

При наблюдении в бинокль прохождение Венеры по диску Солнца будет проходить в верхней части диска Солнца, а при наблюдении в телескоп - в нижней части диска Солнца. Кроме прямых наблюдений в бинокль или телескоп можно проводить наблюдения на солнечном экране. Это безопаснее, чем непосредственные наблюдения в телескоп. Суть солнечного экрана состоит в размещении за окуляром белого листа бумаги закрепленного на картонной основе, перпендикулярно оптической оси телескопа.

Наводить телескоп на Солнце следует по его тени на экране. Телескоп, направленный точно на Солнце даст изображение солнечного диска на таком экране. Чем дальше экран будет от окуляра, тем больше (но тем менее ярким) будет изображение солнечного диска. Для защиты солнечного экрана от рассеянного солнечного света необходимо на конец телескопа, где расположен объектив надеть щит из картона загораживающий солнечный экран от солнечных лучей. В этом случае фиксация контактов теряет точность, но наблюдать Венеру на диске Солнца можно будет в течение всего прохождения. Если у вас нет бинокля или телескопа, не расстраивайтесь. Прохождение Венеры по диску Солнца, можно наблюдать и без оптических приборов! Для этого нужно плотно зашторить окна в комнате, чтобы было достаточно темно. В место соединения штор нужно закрепить лист картона с отверстием 1-2 мм в диаметре с таким расчетом, чтобы на отверстие попадал свет от Солнца. Сквозь отверстие пройдет луч света, который нужно "поймать" воспользовавшись солнечным экраном. Чем дальше будет экран от отверстия, тем больше (тем менее ярким) будет изображение диска Солнца. При диаметре диска на экране от 100 мм Венера будет виден в виде темного пятнышка. Таким образом, комната будет играть роль своеобразной камеры-обскуры и вы, без всяких астрономических приборов, сможете наблюдать это замечательное явление.

Если в 1882 году профессиональные астрономы могли воспользоваться при фотографировании этого явления только черно-белой фотопленкой не лучшего качества, то теперь даже рядовой любитель астрономии может использовать новейшие достижения фотографии и электроники, используя пленку неслыханной чувствительности 3200 единиц или, скажем, 5-мегапиксельную цифровую камеру, которые 100 лет назад не упоминались даже в фантастических романах!

Видеокамеры, веб-камеры и электронные фотоаппараты ССD хороши тем, что результат съемки можно рассмотреть через пару секунд после съемки. Кроме этого, если на Вашей цифровой фотокамере или видеокамере имеется привязка по времени с точными сигналами времени, то точное значение моментов контактов будет получено сразу же после съемки, а также остается прекрасная возможность исследовать серию кадров с точной привязкой по времени. Но при всем преимуществе такой съемки нужно быть весьма аккуратным, чтобы случайно не стереть из памяти неповторимый снимок прохождения. Выбор приборов, способных запечатлеть прохождение Венеры по диску Солнца, огромен. Все зависит лишь от возможностей любителя астрономии. Тем не менее, запечатлеть прохождение сможет любой любитель астрономии, у которого имеется самый простой фотоаппарат и обычная пленка типа "Кодак-100", на которую снимают повседневные семейные фотографии. Естественно, чем лучше фотоаппарат, тем лучше качество снимка, но при умении и аккуратности и на "фотоаппарате-мыльнице" можно получить замечательные снимки этого явления, оставив тем самым память своим потомкам, которые после 2012 года смогут сфотографировать такое явление лишь в следующем столетии

Независимо от того, какой фотоаппарат или камеру вы будете использовать, вы должны за несколько дней до прохождения произвести предварительную съемку Солнца с использованием солнечного фильтра. Для съемок Солнца лучше всего подходит специальный солнечный фильтр AstroSolar, который устанавливается перед объективом телескопа или иного оптического прибора. За неимением такового, можно использовать темный светофильтр, используемый сварщиками или на самый крайний случай сильно закопченное стекло. Предупреждение ! Нельзя использовать в качестве окулярного фильтра (когда темный фильтр устанавливается в окуляр телескопа) легкоплавкие материалы типа засвеченных пленок или магнитных дисков. Под действием сфокусированных лучей они плавятся и можно сильно повредить зрение при рассматривании Солнца с такими светофильтрами. Помните! Засвеченную пленку или гибкие магнитные диски можно использовать только для наблюдений Солнца невооруженным глазом или в том случае, когда такой фильтр устанавливается только ПЕРЕД ОБЪЕКТИВОМ телескопа или иного оптического прибора!

Итак, у вас есть, по крайней мере, часы, карандаш, записная книжка, фотоаппарат с фотопленкой (веб-камера и т.п.), солнечный фильтр и, естественно, телескоп (желательно с часовым приводом). Это значит, что вы готовы к фотографированию прохождения Венеры по диску Солнца. Но, перед тем как фотографировать само прохождение Венеры, вы должны произвести пробное фотографирование Солнца за несколько дней до прохождения Венеры по его диску. Пробное фотографирование нужно делать на той же пленке, с той же выдержкой и диафрагмой (если они устанавливаются вручную) и при тех же параметрах установок видео, ССD, веб-камеры, при которых вы будете фотографировать само прохождение. Вы проведете своеобразный тест для пленки и камеры. Сделаете несколько кадров с различными выдержками, обязательно записав их показания для каждого кадра. Начните со средних значений при обычной повседневной съемке. После проявки пленки вы должны выбрать наиболее четкий снимок и использовать параметры съемки этого кадра для съемок прохождения Венеры. Качественной оценкой полученных фото могут быть солнечные пятна на диске Солнца, которые должны проработаться до деталей. Если на вашем фото видны солнечные пятна с проработкой полутеней, то выбранная экспозиция как раз подходит для съемок прохождения Венеры по диску Солнца. Конечно, в автоматических электронных камерах аппарат сам подберет нужную экспозицию, но предварительные пробные съемки нужно провести с любой камерой. Если же вы обладаете таким прибором, как Coronado с узкополосным фильтром Н-Alpha, то наблюдения с ним доставят вам немало восхитительных минут вида Солнца с протуберанцами и Венерой на диске Солнца! Если у кого-то из ваших знакомых или знакомых ваших знакомых есть такой телескоп, постарайтесь договориться для съемки на таком телескопе. Это будут лучшие фотографии Солнца в вашей жизни!

После пробной съемки, когда вы убедились, что качество фотографий удовлетворительное, вы должны определиться, как вы будете снимать прохождение. Можно снимать прохождение, снимая Солнце с перерывами в 10 - 20 минут на один и тот же кадр, чтобы получить путь Венеры по диску Солнца (как это выглядит на примере прохождения Меркурия по диску Солнца ниже).

Тогда вам необходимо распределить экспозицию так, чтобы Солнце не получилось ярким бликом из-за многократной экспозиции на один и тот же кадр. Перед такой съемкой, так нужно сделать пробное фотографирование, учитывая количество экспозиций. Кроме этого, у вас должен быть хороший телескоп с точным часовым приводом и компенсатором вращения поля зрения. Можно прибегнуть к другому методу. Фотографировать прохождение на разные кадры, а затем сложить из отдельных кадров весь процесс прохождения.

Можно снимать крупным планом моменты вступления планеты на диск Солнца и моменты схождения ее с диска Солнца. Для того чтобы снимать крупным планом контакты прохождения, необходим телескоп с большим фокусным расстоянием. Если ваш телескоп обладает небольшим фокусным расстоянием, то для увеличения фокусного расстояния вашего телескопа используйте линзу Барлоу, установленную перед окуляром телескопа. Если вы снимаете на 35 мм пленку, то при съемке в прямом фокусе телескопа (т.е. без окуляра) с фокусным расстоянием 1 метр размер Солнца и Венеры на среднеформатном фото получится примерно таким или диаметром около 9 мм на кадре 35 мм пленки.

Для увеличения фокусного расстояния с 1 метра до 4 метров нужна линза Барлоу 4х. Можно обойтись и без линзы Барлоу, снимая Солнце с окулярным увеличением.

Для этого выкручиваем из фотоаппарата объектив и с помощью переходника соединяем его с окулярным узлом телескопа, т.е. в этом случае объективом фотоаппарата становится окуляр телескопа. Конструкции переходников могут быть самые разные, важно чтобы они позволяли получить резкое изображение на пленке. На "фотоаппаратах-мыльницах", где наводку на резкость осуществить невозможно, необходимо открыть заднюю крышку фотоаппарата (который уже присоединен к окулярному узлу телескопа) и установить на месте кадрового окна полупрозрачный материал. Затем необходимо навести телескоп на яркий объект и навести телескоп на резкость, ориентируясь по изображению в кадровом окне фотоаппарата. Тоже самое, можно проделать, подсоединяя и веб-камеру, только резкость изображения контролируется уже на экране монитора. Поскольку у веб-камеры объектив не съемный, то съемку с ее помощью можно производить либо в прямом фокусе, либо с линзой Барлоу. Настройка изображения при съемке с веб-камерой осуществляется так же при помощи компьютера. Это один из плюсов веб-камеры, т.к. программное обеспечение веб-камер позволяет варьировать качество изображения в большом диапазоне. Таким же образом производится съемка и с другими аппаратами с несъемными объективами.

Процесс съемки прохождения видеокамерой, аналогичен съемке CCD-камерой. Видеокамера крепится с помощью переходника в прямом фокусе телескопа, а затем функцией ZOOM устанавливается желаемое увеличение. Процесс контролируется через видоискатель видеокамеры. После этого ставится порог чувствительности для получения качественного изображения. После начала съемки необходимо избегать толчков телескопа и т.п. Отслеживать съемку необходимо не касаясь видоискателя камеры. Крупным планом снимаются моменты контактов прохождения и для этого, конечно, больше всего походят ССD камеры обладающие дополнительным увеличением (ZOOM). Во время контактов вы сможете запечатлеть эффект "черной капли" - своеобразной темной перемычки между краем Солнца и краем планеты. Моменты контактов - самые ответственные моменты в прохождении Венеры по диску Солнца. Если ваш фотоаппарат имеет автоматизированную перемотку пленки, постарайтесь сделать как можно больше снимков контактов. Так вы сможете уловить многие интересные явления во время вступления (касания) и схождения планеты с диска Солнца. Поскольку время вступления Венеры на диск Солнца составляет около 20 минут, вы сможете за это время произвести множество экспозиций, но основные из них должны прийтись на время всех 4 контактов.

Если вы хотите показать Венеру на полном солнечном диске, то вы сможете это сделать, используя съемку на 35 мм фотопленку в прямом фокусе телескопа с фокусным расстоянием около 2 метров. При этом диаметр Солнца на пленке будет равен 18 мм. При большем фокусном расстоянии Солнце просто не уместится на кадре. Необходимо учитывать так же такой немаловажный момент, как установка телескопа и крепление фотоаппарата к окулярной части телескопа. Инструмент должен стоять твердо в защищенном от ветра месте во избежание дрожания телескопа во время съемки. Если телескоп переносной, то установка полярной оси для телескопов с часовым приводом должна быть произведена заранее. Опробуйте телескоп перед прохождением на устойчивость и отсутствие всевозможных влияний, от чего телескоп может испытывать вибрацию. Если Ваш телескоп с часовым приводом, то после настройки телескопа и запуска часового механизма старайтесь избегать механических воздействий на телескоп и установку за исключением нажатия на кнопку фотоаппарата (фототросика). После экспозиции каждого кадра (если у вас нет встроенных в фотоаппарат часов) записывайте номер кадра и показания часов (желательно с точностью до секунды) в блокнот или дневник наблюдений, а лучше подготовить заранее таблицу с распределенными по времени номерами кадров и при съемке делать лишь отметки в нужной графе. Если существует неопределенность, то можно приготовить пустую пронумерованную таблицу.

Если у вас нет телескопа, то фотографирование прохождения можно сделать на обычном белом листе бумаги, используя свойства камеры-обскуры.

Можно плотно зашторить окна в вашей квартире в комнате на солнечную сторону, чтобы было достаточно темно. В место соединения штор нужно закрепить лист картона с отверстием 1-2 мм в диаметре с таким расчетом, чтобы на отверстие попадал свет от Солнца. Сквозь отверстие пройдет луч света, который нужно "поймать" воспользовавшись солнечным экраном (белым листом бумаги). Чем дальше будет экран от отверстия, тем больше (тем менее ярким) будет изображение диска Солнца. При диаметре диска на экране от 100 мм Венера будет виден в виде темного диска. Таким образом, комната будет играть роль своеобразной камеры-обскуры и вы, без всяких астрономических приборов, сможете наблюдать это замечательное явление и сфотографировать его с экрана, так же как с картонного солнечного телескопа.

Такие небольшие картонные солнечные телескопы-игрушки для наблюдения Солнца в его проекции на белую поверхность продаются в магазинах оптических приборов. Остается добавить, что если ваш фотоаппарат имеет достаточно длиннофокусный объектив (от 135 мм и выше), то можно провести прямое фотографирование Солнца через темный фильтр. Тогда Венера будет видна на солнечном диске, как черная точка. Самые зоркие люди могут заметить Венеру на диске Солнца в виде черной точки и невооруженным глазом, так же через темный фильтр.

Подборка фотографий и анимации предыдущего июньского прохождения 2004 года

Хорошей погоды во время этого редкого явления и успешных наблюдений!

Приложение: Видимость прохождения Венеры в избранных городах России, СНГ и Зарубежья (время московское)

Прохождение по Солнцу Венеры 6 Июнь 2012 05:32 Город начало макс конец видимость Абакан 02:11 05:34 08:55 !!! Адис Абеба(Аф) 02:11 05:36 08:58 --+ Аделаида(Ав) 02:19 05:34 08:48 !!! Аден 02:11 05:36 08:58 --+ Алжир 02:07 05:33 08:59 --+ Алма-Ата 02:11 05:34 08:56 -++ Анкоридж(САм) 02:09 05:30 08:52 !!! Андижан 02:11 05:35 08:56 -++ Анкара 02:08 05:34 08:58 --+ Архангельск 02:08 05:33 08:57 -++ Астрахань 02:09 05:34 08:57 -++ Афины 02:08 05:34 08:59 --+ Багдад 02:09 05:35 08:58 --+ Банджармасин (Индонезия) 02:17 05:35 08:51 -++ Банджармасин 02:17 05:35 08:51 -++ Бангкок(Аз) 02:15 05:35 08:53 -++ Белград 02:07 05:34 08:58 --+ Бейрут 02:09 05:35 08:58 --+ Берн 02:07 05:33 08:58 --+ Берлин 02:07 05:33 08:58 --+ Беслан 02:09 05:34 08:58 -++ Благовещенск 02:12 05:33 08:52 !!! Богота 02:08 05:29 08:54 +-- Бомбей(Аз) 02:13 05:36 08:56 -++ Бонн 02:07 05:33 08:58 --+ Брисбен(Ав) 02:19 05:33 08:47 !!! Брум(Ав) 02:18 05:35 08:50 -++ Брюссель 02:07 05:33 08:58 --+ Варшава 02:07 05:33 08:58 --+ Вашингтон 02:07 05:29 08:54 +-- Ванкувер 02:09 05:29 08:51 ++- Веллингтон 02:18 05:32 08:47 !!! Вена 02:07 05:33 08:58 --+ Винипег(САм) 02:07 05:29 08:53 ++- Владивосток 02:13 05:33 08:51 !!! Владикавказ 02:09 05:35 08:58 -++ Волгоград 02:09 05:34 08:57 -++ Гавана 02:07 05:29 08:53 +-- гора Отортен 02:09 05:33 08:56 -++ Гонолулу 02:13 05:29 08:48 !!! Гринвич 02:07 05:33 08:58 --+ Грозный 02:09 05:34 08:58 -++ Дели 02:12 05:35 08:55 -++ Джакарта 02:17 05:35 08:51 -++ Доусон(САм) 02:09 05:30 08:52 !!! Дудинка 02:09 05:33 08:55 !!! Ереван 02:09 05:35 08:58 --+ Загреб 02:07 05:34 08:58 --+ Иерусалим 02:09 05:35 08:58 --+ Инверкаргил(Н.Зел) 02:19 05:33 08:47 !!! Иркутск 02:11 05:33 08:54 !!! Йошкар_Ола 02:08 05:34 08:57 -++ Калькутта 02:13 05:35 08:54 -++ Казань 02:09 05:34 08:57 -++ Калининград 02:07 05:33 08:58 --+ Кабул(Аз) 02:11 05:35 08:56 -++ Каир 02:09 05:35 08:59 --+ Каракас 02:07 05:30 08:55 +-- Караганда 02:10 05:34 08:56 -++ Канзас(САм) 02:07 05:29 08:53 ++- Канберра 02:19 05:33 08:47 !!! Кемерово 02:10 05:34 08:55 !!! Киев 02:08 05:34 08:58 --+ Кито 02:09 05:29 08:53 +-- Кисловодск 02:09 05:34 08:58 -++ Коломбо 02:14 05:36 08:55 -++ Копенгаген 02:07 05:33 08:58 --+ Кострома 02:08 05:33 08:57 -++ Константинополь 02:08 05:34 08:58 --+ Коуровка 02:09 05:34 08:56 -++ Красноярск 02:10 05:33 08:55 !!! Красноводск 02:10 05:35 08:57 -++ Лёвиха 02:09 05:34 08:56 -++ Лос-Анжелес(САм) 02:09 05:28 08:51 ++- Лондон 02:06 05:33 08:58 --+ Мадрас 02:14 05:36 08:55 -++ Магадан 02:11 05:31 08:52 !!! Мадрид 02:06 05:33 08:59 --+ Манила 02:16 05:34 08:51 !!! Маскат 02:11 05:36 08:57 -++ Мекка 02:10 05:36 08:58 --+ Мельбурн 02:19 05:34 08:48 !!! Мехико 02:09 05:28 08:52 +-- Минск 02:08 05:33 08:58 --+ Москва 02:08 05:34 08:57 -++ Мурманск 02:08 05:33 08:56 !!! Навои 02:10 05:35 08:56 -++ Найроби 02:11 05:36 08:58 --+ Нахичевань 02:09 05:35 08:58 --+ Нджамена(Афр) 02:09 05:35 08:59 --+ Нижний Тагил 02:09 05:34 08:56 -++ Новгород 02:08 05:33 08:57 -++ Ном(САм) 02:09 05:30 08:52 !!! Новосибирск 02:10 05:34 08:55 !!! Новокузнецк 02:10 05:34 08:55 !!! Обнинск 02:08 05:34 08:57 -++ Одесса 02:08 05:34 08:58 --+ Омск 02:10 05:34 08:56 -++ Осло 02:07 05:33 08:57 --+ Оттава 02:06 05:29 08:55 +-- Охотск 02:11 05:32 08:52 !!! Панама 02:08 05:29 08:53 +-- Париж 02:07 05:33 08:58 --+ Пекин 02:13 05:34 08:52 !!! Петропавловск-Камчатский 02:11 05:31 08:51 !!! Перт(Ав) 02:18 05:35 08:50 -++ Порт-Морсби 02:18 05:33 08:48 !!! Претория 02:13 05:36 08:57 --+ Прага 02:07 05:33 08:58 --+ Рангун 02:14 05:35 08:53 -++ Рейкьявик 02:06 05:32 08:57 Рига 02:07 05:33 08:58 --+ Рим 02:07 05:34 08:59 --+ Рязань 02:08 05:34 08:57 -++ с_Камышлинка 02:09 05:34 08:57 -++ Салехард 02:09 05:33 08:56 !!! Самара 02:09 05:34 08:57 -++ Самарканд 02:10 05:35 08:56 -++ Сараево 02:07 05:34 08:58 --+ Санкт-Петербург 02:08 05:33 08:57 -++ Сан-Сальвадор(Сам) 02:08 05:29 08:52 +-- Сан-Франциско(САм) 02:09 05:28 08:51 ++- Саратов 02:09 05:34 08:57 -++ Семипалатинск 02:10 05:34 08:55 -++ Севастополь 02:08 05:34 08:58 -+ Северск(Томская обл) 02:10 05:33 08:55 !!! Сидней 02:19 05:33 08:47 !!! Сингапур 02:16 05:35 08:52 -++ Скопье 02:08 05:34 08:58 --+ Смоленск 02:08 05:34 08:58 -++ Сочи 02:09 05:34 08:58 --+ София 02:08 05:34 08:58 --+ ср_Россия 02:09 05:34 08:56 -++ ср_Россия 45 02:10 05:35 08:57 -++ Стокгольм 02:07 05:33 08:57 --+ Тбилиси 02:09 05:35 08:58 -++ Тегеран 02:10 05:35 08:57 -++ Тирана 02:07 05:34 08:58 --+ Токио 02:14 05:32 08:50 !!! Тольятти 02:09 05:34 08:57 -++ Триполи 02:07 05:34 08:59 --+ Троицк(МОбл) 02:08 05:34 08:57 -++ Турин(Италия) 02:07 05:33 08:58 --+ Тюмень 02:09 05:34 08:56 -++ Улан-Уде 02:11 05:33 08:54 !!! Улан-Батор 02:12 05:33 08:53 !!! Уэйпа(Ав) 02:18 05:33 08:48 !!! Фучжоу 02:14 05:34 08:52 !!! Хабаровск 02:12 05:32 08:52 !!! Ханой(Аз) 02:14 05:35 08:53 -++ Хельсинки 02:07 05:33 08:57 -++ Хошимин 02:15 05:35 08:52 -++ Хьюстон(САм) 02:08 05:29 08:52 +-- Цюрих 02:07 05:33 08:58 --+ Ченду 02:13 05:34 08:53 !!! Черчилл(САм) 02:07 05:29 08:54 ++- Чита 02:11 05:33 08:53 !!! Шанхай 02:14 05:34 08:52 !!! Эдмонтон(САм) 02:08 05:29 08:52 ++- Эр-Рияд 02:10 05:36 08:58 --+ Эребор 02:06 05:33 08:58 --+ Якутск 02:11 05:32 08:53 !!! Видимость: !!! полностью +-- только начало ++- начало и середина --+ только конец

10 августа 2019: VII городской научно-просветительский фестиваль «Пущинские Персеиды» (День открытых дверей и ночь падающих звезд ПРАО АКЦ ФИАН)

Все публикации на ту же тему >>

6 июня произошло интересное астрономическое явление - прохождение Венеры по диску Солнца. Для наблюдателя с Земли это выглядело как перемещение темного круга на фоне Солнца, продолжавшееся в течение нескольких часов.

Событие знаменательно тем, что следующий проход произойдет только в 2117 году. А также тем, что впервые данное явление было снято в таком высоком разрешении. Это было сделано камерой космической обсерватории НАСА SDD (Solar Dynamics Observatory), наблюдающей за нашим светилом с земной орбиты.

Транзит Венеры над Нью-Дели, Индия



Прохождение Венеры по диску Солнца, также называемое транзитом Венеры, — это разновидность солнечного затмения, при котором Землю и Солнце разделяет не Луна, а Венера. Хотя диаметр Венеры почти в 4 раза больше, чем у Луны, во время своего транзита она выглядит в 30 раз меньше Солнца, так как находится значительно дальше от Земли, чем Луна.

Планета Венера видна в виде крохотной черной точки на солнечном диске, 6 июня 2012 года. Также видна башня в Читторгархе, Индия.

Астроном-любитель наблюдает транзит Венеры, Йена, Германия

Продолжительность прохождения обычно составляет несколько часов. В то же время, это одно из самых редких предсказуемых астрономических явлений. Каждые 243 года повторяются 4 прохождения: два в декабре (с разницей в 8 лет), затем промежуток в 121,5 года, ещё два в июне (опять с разницей 8 лет) и промежуток в 105,5 года.

Прохождение Венеры по диску Солнца в Аммане, Иордания

Самолет на фоне Солнца, на фоне которого видна Венера

Снимок, полученный Обсерватории солнечной динамики НАСА

Солт-Лейк-Сити, штат Юта, США

Птица и один из шпилей Тадж-Махала на фоне Солнечного диска

Вид сверхвысокого разрешения на транзит Венеры. Снимок сделан с орбитальной обсерватории солнечной динамики НАСА.

Вид на Венеру с Обсерватории солнечной динамики

Солнце встает за облаками над Балтийским морем, пока Венера проплывает мимо, Колобжег, Польша

Солнце в Эджуотер-парке, Кливленд, штат Огайо, США

Нью-Дели, Индия

Транзит Венеры крупным планом на снимке, сделанном с помощью обсерватории солнечной динамики НАСА

Колобжег, Польша

Соединения

Диаграмма прохождений Венеры и угол между орбитами Венеры и Земли

В большинстве случаев, когда Земля и Венера образуют нижнее соединение , они не располагаются на одной линии с Солнцем. Орбита Венеры находится под углом в 3,4° к орбите Земли, так что обычно она проходит чуть выше или чуть ниже Солнца . Хотя наклон орбиты Венеры только 3,4°, в нижнем соединении планета может быть видимой с Земли на расстоянии в 9,6° от Солнца . Так как угловой диаметр Солнца около 0,5°, получается, что Венера может появляться выше или ниже него на расстоянии 18 солнечных диаметров . Однако когда нижнее соединение Земли и Венеры происходит вблизи линии, по которой пересекаются их орбиты, то есть вблизи либо восходящего, либо нисходящего узлов орбиты Венеры, тогда и наблюдается прохождение Венеры по диску Солнца.

Если воображаемый наблюдатель находится в центре Земли и над головой у него - Северный полюс мира (т. н. геоцентрическое положение), то во время прохождения Венера будет двигаться по диску Солнца слева направо (поскольку в нижнем соединении она движется попятно) и сверху вниз в случае нисходящего узла (июньские прохождения, например, в 2004 и 2012 гг.), либо слева направо и снизу вверх в случае восходящего узла (декабрьские прохождения, например, в 1874 и 1882 гг.). При реальном наблюдении с поверхности Земли направление движения Венеры при её прохождении по диску Солнца зависит от координат точки наблюдения.

Последовательность прохождений повторяется каждые 243 года , по два (через 8 лет) с промежутками 121,5 и 105,5 года . 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 «105,5 - 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 .

Древние наблюдения

Венера была важным объектом для древних цивилизаций Америки, в частности, майя , которые называли её Нох Эк - «Великая звезда», или «Ксукс Эк» - «Звезда Осы» . Они 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 траектории планеты, у майя также отсутствуют упоминания о её прохождениях .

Современные наблюдения

Помимо того, что это очень редкое событие, настоящая научная ценность прохождений исторически состояла в другом: при их наблюдении, используя метод параллакса , можно определить размеры Солнечной системы . Смысл состоит в том, чтобы измерить незначительные различия времени начала (или окончания) в двух достаточно удалённых точках планеты. Расстояние между точками в дальнейшем используется как длина базы для определения расстояний до Солнца и Венеры методом триангуляции .

Джереми Хоррокс в 1639 году впервые наблюдает прохождение Венеры.

Кеплер сделал свои прогнозы относительно 1631 и 1761 годов , но пропустил прохождение 1639 года .

1639 год

Зарисовка прохождения Венеры по диску Солнца из книги Хоррокса Venus in sole visa

1761 год

Особый интерес для науки представляли наблюдения «явления Венеры на Солнце», которые сделал М. В. Ломоносов 6 июня 1761 года . Это космическое явление было также заранее вычислено и с нетерпением ожидалось астрономами всего мира . Исследование его требовалось для определения параллакса, позволявшего уточнить расстояние от Земли до Солнца (по методу, разработанному английским астрономом Э. Галлеем), что требовало организации наблюдений из разных географических точек на поверхности земного шара - совместных усилий учёных многих стран .

Аналогичные визуальные исследования производились в 40 пунктах при участии 112 человек. На территории России организатором их был М. В. Ломоносов, обратившийся 27 марта в Сенат с донесением, обосновывавшим необходимость снаряжения с этой целью астрономических экспедиций в Сибирь, ходатайствовал о выделении денежных средств на это дорогостоящее мероприятие, он составил руководства для наблюдателей и т. д. Результатом его усилий стало направление экспедиции Н. И. Попова в Иркутск и С. Я. Румовского - в Селенгинск . Немалых усилий также стоила ему организация наблюдений в Санкт-Петербурге, в Академической обсерватории, при участии А. Д. Красильникова и Н. Г. Курганова . В их задачу входило наблюдение контактов Венеры и Солнца - зрительного касания краёв их дисков. М. В. Ломоносов , более всего интересовавшийся физической стороной явления, ведя самостоятельные наблюдения в своей домашней обсерватории, обнаружил световой ободок вокруг Венеры .

Это прохождение наблюдалось во всём мире, но только М. В. Ломоносов обратил внимание на то, что при соприкосновении Венеры с диском Солнца вокруг планеты возникло «тонкое, как волос, сияние». Такой же светлый ореол наблюдался и при схождении Венеры с солнечного диска.

М. В. Ломоносов дал правильное научное объяснение этому явлению, считая его результатом рефракции солнечных лучей в атмосфере Венеры. «Планета Венера, - писал он, - окружена знатной воздушной атмосферой, таковой (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного». Так впервые в истории астрономии , ещё за сто лет до открытия спектрального анализа , было положено начало физическому изучению планет. В то время о планетах Солнечной системы почти ничего не было известно. Поэтому наличие атмосферы на Венере М. В. Ломоносов рассматривал как неоспоримое доказательство сходства планет и, в частности, сходства между Венерой и Землёй. Этот эффект наблюдался многими, его видели Т. Бергман , Шапп д’Отрош, С. Я. Румовский, однако лишь М. В. Ломоносов правильно его интерпретировал. В астрономии этот феномен рассеяния света, отражение световых лучей при скользящем падении (у М. В. Ломоносова - «пупырь»), получил его имя - «явление Ломоносова »

Интересен второй эффект, наблюдавшийся астрономами с приближением диска Венеры к внешнему краю диска Солнца или при удалении от него. Данное явление, открытое также М. В. Ломоносовым , не было удовлетворительно истолковано, и его, по всей видимости, следует расценивать как зеркальное отражение Солнца атмосферой планеты: особенно велико оно при незначительных углах скольжения, при нахождении Венеры вблизи Солнца. Учёный описывает его следующим образом :

В преддверии прохождения Венеры по диску Солнца в 2012 году, два американских астронома выразили скепсис относительно того, что Ломоносов мог обнаружить атмосферу Венеры в 1761 году с помощью имевшегося в его распоряжении оборудования . Чтобы положить конец сомнениям, группа астрономов-любителей организовала наблюдение прохождения Венеры по диску Солнца 5-6 июня 2012 с помощью телескопов рефракторов 18 века и подтвердили, что атмосфера могла быть открыта Ломоносовым . Детальная реконструкция открытия Ломоносова показала адекватность его телескопа (одного из первых двух-линзовых ахроматов-рефракторов Доллонда) и особенную важность следования рецептам М.В.Ломоносова - а именно, использование предельно слабых солнечных фильтров и ведения наблюдения методами, повышающими чуствительность глаза .

1769 год

Обработка наблюдений 1761 года дала большой разброс в значениях параллакса Солнца - от 8,5 до 10,5 секунды, отчасти поэтому для его уточнения наблюдения следующего прохождения Венеры по диску Солнца, происходившего в 1769 году, были развёрнуты с большим размахом во всём мире. В нескольких километрах от Ораниенбаумского дворца , вероятно, в районе села Бронна прохождение Венеры по диску Солнца 1769 года и последующее затмение Солнца наблюдала Екатерина II :3,4 . Петербургская Академия наук организовала множество экспедиций не только российских, но и специально приехавших для наблюдения этого редкого явления иностранных учёных в различные уголки страны. С. Я. Румовский направился наблюдать явление в Колу , Х. Л. Эйлер - в Орск , И. И. Исленьев - в Якутск . В путь их провожала лично Екатерина II :3 . В Петербурге готовились к наблюдениям другой сын Л. Эйлера - Альбрехт - и академик С. К. Котельников . Из числа иностранных учёных Жан-Людовик Пикте и Андре Малле отправились в Поной и Умбу , Людовик Крафт - в Оренбург , Георг Ловиц - в Гурьев , в Петербурге проводили наблюдения Христиан Майер и А. И. Лексель . Кроме того, была организована астрономическая экспедиция в Азию в составе П. С. Палласа , С. Г. Гмелина , :129 .

Поскольку наряду с наблюдениями собственно прохождения Венеры по диску Солнца в задачу российских экспедиций входило множество других научных и прикладных исследований, они имели очень большое значение не только для астрономии, но и для развития науки в целом. Что касается главной задачи - вычисления по наблюдениям 1769 года параллакса Солнца, то, пожалуй, наибольших успехов здесь добился С. Я. Румовский, использовавший методы Л. Эйлера и получивший значение параллакса 8,62 секунды , что ближе к теперешнему значению (8,80 секунды ), чем широко распространённая в научных кругах XIX века оценка Энке (8,58 секунды ) . Результаты работы российских экспедиций (по крайней мере в области астрономии) были опубликованы Петербургской Академией наук в 1770 году на латинском языке в издании «Novi commentarii Academiae scientiarum imperialis petropolitanae»

Англией, Францией и другими странами были организованы экспедиции в Северную Америку , Китай , Батавию , оборудовано около полутора сотен пунктов для наблюдений прохождения Венеры по диску Солнца. Джеймс Кук специально для наблюдения этого явления отправился на Таити .

Известна история о необыкновенной невезучести в наблюдении прохождения Венеры по диску Солнца (причем как 1761, так и 1769 года) известного астронома Гийома Лежантиля , безуспешно странствовавшего ради этого восемь лет и одновременно потерпевшего ряд других неудач.

1874 год

С момента наблюдения предыдущего прохождения прошло более ста лет. На протяжении всего этого периода продолжалась обработка наблюдений прохождений Венеры 1761 и 1769 годов с целью возможно более точного определения параллакса Солнца. С. Я. Румовский пересмотрел свою первоначальную оценку (8,62 секунды ) и получил значение 8,67 секунды - ещё более близкое к современному значению параллакса. Однако преобладала оценка Энке 1820-1830-х гг. - 8,58 секунды , и лишь в 1864 году было получено значение, менее, чем на пять сотых секунды отличающееся от современного - 8,83 секунды :253 . Кроме того, в период между прохождениями Венеры по диску Солнца наука и техника не стояли на месте, за век появились новые и более точные инструменты, а после изобретения в 1840-х гг. новой технологии - фотографии - получал распространение фотографический метод наблюдений.

Подготовка к наблюдениям прохождения Венеры по диску Солнца 1874 года по поручению Петербургской Академии наук в основном проводилась Пулковской обсерваторией во главе с О. В. Струве . Было известно, что для определения параллакса Солнца прохождение Венеры 1874 года на территории России удобнее всего будет наблюдать в Сибири и на Дальнем Востоке , поэтому основные экспедиции были направлены в тот район. В России было оборудовано около трёх десятков пунктов наблюдения, обучен их персонал. Основными приборами были телескопы , гелиометры , включая новейший на то время прибор - фотогелиограф. Для целей определения параллакса Солнца также проводилось возможно более точное определеление координат пунктов наблюдения. Несколько экспедиций было отправлено за границу. На российском Дальнем Востоке явление наблюдали М. Л. Онацевич и Б. Гассельберг, в Японии - К. Струве, в Египте - В. К. Дёллен . На многих станциях наблюдениям помешала облачность, однако определённые результаты и, в частности, фотографии В. Гассельберга, сделанные в районе Посьета , были получены и опубликованы в 1877 и 1891 гг. :15-16

Для наблюдений прохождения Венеры 1874 года были организованы британская, германская и американская экспедиции на Кергелен . В том же году была направлена специальная экспедиция с целью получения фотографий прохождения Венеры по диску Солнца, которую возглавлял Г. Дрэпер . Было опубликовано некоторое количество фотографий прохождения Венеры по диску Солнца, в частности, фотография, сделанная в Окленде :551 .

1882 год

Прохождение Венеры по диску Солнца 1882 года можно было полностью наблюдать лишь в западном полушарии . В Европе, включая западную часть России, прохождение Венеры по диску Солнца было видно лишь короткий промежуток времени до заката. Кроме того, как раз в 1870-х годах стали быстро развиваться другие методы определения параллакса Солнца, в частности, по высотам Марса и по наблюдениям астероидов , например, Флоры и Юноны , они уже также давали неплохие оценки - от 8,75 секунды до 8,95 секунды . Обработка наблюдений прохождения 1874 года была ещё в самом разгаре :301 . Поэтому экспедиций для наблюдения прохождения Венеры по диску Солнца 1882 года было меньше, чем в 1874 году. В частности, в западное полушарие были направлены четыре немецкие экспедиции. Участник французской экспедиции на Мартинику для наблюдения прохождения Венеры по диску Солнца Ф. Ф. Тиссеран в 1881 году приезжал в Пулково за гелиометрами для неё. Тем не менее, развитие технологии привело к тому, что количество фотографий прохождения 1882 года исчислялось тысячами, и они играли важную роль в определения параллакса Солнца. В их обработке использовали микроскопы :553 .

Наблюдения прохождений Венеры по диску Солнца, начиная с самого первого, и особенно наблюдения прохождений в XVIII-XIX веках в значительной степени обусловили точность оценки параллакса Солнца - 8,80 секунды - принятой на Международной конференции по фундаментальным звездам 1896 года на основании обработки результатов измерений по параллактическому и другим методам определения этой величины :253 . Таким образом, значение главной единицы измерения расстояний по крайней мере в Солнечной системе - расстояния от Земли до Солнца - измерение которого составляло одну из важнейших задач астрономии начиная со средних веков, к концу XIX века было определено с хорошей точностью.

2004 год

Весь XX век прошёл без прохождений Венеры по диску Солнца, наблюдаемых с Земли. С помощью появившихся в середине XX века радиолокационных методов определения расстояний до планет с большой точностью было вычислено расстояние от Земли до Солнца и оказалось, что оценки конца XIX века были довольно близки к современным. После запуска Спутника-1 стало принципиально возможным наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца не только с Земли, но и из космоса, причем в принципе, в любой момент времени (нужно, чтобы в тот момент Венера располагалась между космическим аппаратом и Солнцем). Не только с Земли, но и прямыми измерениями на Венере была детально исследована её атмосфера , открытая М. В. Ломоносовым во время прохождения 1761 года.

Тем не менее, наблюдение прохождения Венеры по диску Солнца с Земли и в начале XXI века представляло интерес. Для земного наблюдателя это явление произошло в 2004 году. Полностью его можно было наблюдать в восточном полушарии , включая большую часть России, за исключением лишь самой восточной её части, где явление наблюдалось до заката - в Европе, Азии и Африке. Прохождение Венеры по диску Солнца можно было наблюдать в прямом эфире на экране компьютера из любой точки земного шара, технологии позволяли записывать прямые наблюдения на видео и затем просматривать с любой скоростью. Было сделано много фотографий прохождения Венеры по диску Солнца 2004 года из космоса - спутником TRACE и как минимум ещё одним ИСЗ. Время явления для любой точки Земли, включая моменты контактов, можно было определить с помощью специальных компьютерных программ-планетариев с неплохой точностью. Такие данные программ различных производителей несколько различались (разброс - до 20 минут ), поэтому при определении моментов контактов всё-таки больше доверия было данным, публикуемым астрономическими обсерваториями в астрономических календарях (например, в «Астрономическом календаре Пулковской обсерватории на 2004 год») и других изданиях :12 .

По-прежнему важным было наблюдение «явления Ломоносова», появилось новое применение - измерение ослабления солнечного света Венерой при прохождении для отладки методов поиска экзопланет , любители проверяли параллактическим методом значение астрономической единицы . Во время прохождения Венеры по диску Солнца 2004 года были получены фотографии МКС , пролетающей на фоне Солнца, а в некоторых точках земной поверхности - и на фоне Венеры :12 .

2012 год

Прохождение Венеры по диску Солнца 2012 года - последнее в XXI веке для земного наблюдателя. Оно наблюдалось полностью в тихоокеанском регионе, включая большую часть России. В большей части Европы наблюдалось лишь часть явления после восхода, Северной Америки - до заката (кроме тех районов, где Солнце не заходит за горизонт , в этих районах прохождение было видно полностью).

Календарь прохождений

Даты прохождений разбиты по 243-годовым циклам

Летние циклы Зимние циклы
23 мая 60 23 ноября 181
24 мая 303 22 ноября 424
24 мая 546 22 мая 554 23 ноября 667
24 мая 789 22 мая 797 23 ноября 910
24 мая 1032 22 мая 1040 23 ноября 1153
25 мая 1275 23 мая 1283 23 ноября 1396
26 мая 1518 23 мая 1526 7 декабря 1631 4 декабря 1639
6 июня 1761 3 июня 1769 9 декабря 1874 6 декабря 1882
8 июня 2004 6 июня 2012 11 декабря 2117 8 декабря 2125
11 июня 2247 9 июня 2255 13 декабря 2360 10 декабря 2368
12 июня 2490 10 июня 2498 16 декабря 2603 13 декабря 2611
15 июня 2733 13 июня 2741 16 декабря 2846
16 июня 2976 14 июня 2984 18 декабря 3089
20 июня 3219 17 июня 3227 20 декабря 3332
22 июня 3462 19 июня 3470 23 декабря 3575
21 июня 3713 25 декабря 3818
24 июня 3956 26 декабря 4161
26 июня 4199 29 декабря 4304
28 июня 4442 31 декабря 4547
30 июня 4685 2 января 4791
2 июля 4928 4 января 5034
5 июля 5171 8 января 5269 5 января 5277
7 июля 5414 12 января 5512 9 января 5520
9 июля 5657 13 января 5755 10 января 5763
11 июля 5900 15 января 5998 12 января 6006

В культуре

Литература

Книга Владислава Крапивина - «Прохождение Венеры по диску Солнца».

Кинематограф

  • В фильме «Михайло Ломоносов » режиссёра Александра Прошкина присутствует сцена наблюдения Ломоносовым прохождения Венеры по диску Солнца в 1761 году .

См. также

Примечания

  1. Полозова Н.Г., Румянцева Л.И. 350 лет наблюдениям прохождения Венеры по диску Солнца // Астрономический календарь на 1989 год . - М .: Наука , 1988. - В. 92. - С. 244-253.
  2. Global Visibility of the Transit of Venus of 2012 June 05/06.
  3. Westfall, John E. 8 июня 2004: Прохождение Венеры по диску Солнца (2003). Архивировано
  4. Прохождение Венеры по диску Солнца - меры предосторожности . Университет центрального Ланкашира. Архивировано из первоисточника 14 марта 2012. Проверено 10 января 2009.
  5. Венера по сравнению с Землёй . Европейское космическое агентство (2000). Архивировано из первоисточника 14 марта 2012. Проверено 10 января 2009.
  6. Giesen, Juergen Апплет, демонстрирующий прохождение в движении (2003). Архивировано из первоисточника 14 марта 2012. Проверено 10 января 2009.
  7. Espenak, Fred Прохождения Венеры, каталог шести тысячелетий: с 2000 г. до н. э. до 4000 г. н. э. . NASA (2004). Архивировано из первоисточника 14 марта 2012. Проверено 10 января 2009.
  8. Walker, John Прохождения Венеры по диску Солнца, для Земли (gz). Fourmilab Switzerland. Архивировано из первоисточника 14 марта 2012. Проверено 10 января 2009.
  9. Rincon, Paul Планета Венера: «злой близнец» Земли . BBC. Архивировано из первоисточника 14 марта 2012. Проверено 10 января 2009.
  10. O"Connor, J. J.; Robertson, E. F. Гераклид из Понта (1999). Архивировано из первоисточника 14 марта 2012. Проверено 10 января 2009.
  11. Morley, Sylvanus G. Древние майя = The Ancient Maya. - 5-е изд. - Stanford Univ. Press, 1994. - ISBN 9780804723107
  12. Böhm, Bohumil; Böhm, Vladimir Дрезденский кодекс - книга астрономии майя. Архивировано из первоисточника 14 марта 2012. Проверено 10 января 2009.
  13. Dr. Edmund Halley A New Method of Determining the Parallax of the Sun, or His Distance from the Earth, Sec. R. S., N0 348 . - P. 454.
  14. HM Nautical Almanac Office Прохождение Венеры по диску Солнца 1631 года (2004).(недоступная ссылка - история ) Проверено 28 августа 2006.
  15. Paul Marston Jeremiah Horrocks - young genius and first Venus transit observer. - University of Central Lancashire. - P. 14–37.
  16. М. В. Ломоносов пишет: «…г. Курганов по вычислению своему узнал, что сие достопамятное прохождение Венеры по Солнцу, паки в 1769 году мая 23 дня по старому штилю случится, которое хотя в Санкт-Петербурге видеть и сомнительно, токмо многие места около здешней параллели, а особливо далее к северу лежащие, могут быть свидетелями. Ибо начало вступления воспоследует здесь в 10-м часу пополудни, а выступление - в 3-м часу пополуночи; являемо пройдёт по верхней половине Солнца в расстоянии от его центра близко 2/3 солнечного полупоперечника. А с 1769 году по прошествии ста пяти лет снова сие явление видимо быть имеет. Того же 1769 года октября 29 дня такое же прохождение и планеты Меркурий по Солнцу будет видимо только в Южной Америке» - М. В. Ломоносов «Явление Венеры на Солнце…»
  17. Михаил Васильевич Ломоносов. Избранные произведения в 2-х томах. М.: Наука, 1986.
  18. Наблюдения М. В. Ломоносова - Прохождение Венеры по диску Солнца 8 июня 2004 года - сайт «Галактика»
  19. (англ.) 1761 Transit of Venus
  20. Явление Ломоносова - Рассеяние света. Отражение световых лучей при скользящем падении. - На сайте «Взгляд на мир»
  21. Pasachoff, Jay (2012). «Lomonosov, the Discovery of Venus"s Atmosphere, and Eighteenth-century Transits of Venus». Journal of Astronomical History and Heritage 15 . Bibcode : 2012JAHH...15....3P .
  22. «Фортуну вижу я в тебе или Венеру…» НАУКА ИЗ ПЕРВЫХ РУК, 3(45)2012, В.Шильцев, И.Нестеренко
  23. Дёллен В.К.
  24. Ерпылев Н.П. Развитие звездной астрономии в России в XIX веке // Историко-астрономические исследования / Отв. ред. П. Г. Куликовский . - М ., 1958. - В. IV. - С. 27-31.
  25. А. П. Заблоцкий-Десятовский Взгляд на историю развития статистики в России // Записки Русскаго географического общества. Книжка вторая . - СПб, 1847. - С. 116-135.
  26. Novi commentarii Academiae scientiarum imperialis petropolitanae . - Петербург, 1770. - Т. 14. Ч.2.
  27. Бурба Г. А. Путь неудачника к Солнцу
  28. Абалакин В.К. , Московченко Н.Я., Положенцев Д.Д. Отто Васильевич Струве // Известия Главной астрономической обсерватории в Пулкове / Отв. ред. А. В. Степанов. - Санкт-Петербург, 2009. - В. 2. История науки. - № 219. - С. 5-37.
  29. Мейер М. В., Глазенап С.П. Затмения планетных спутников. Покрытия и прохождения. Параллакс Солнца // Мироздание . - Санкт-Петербург: Просвещение, 1900. - С. 546-556. - 682 с.
  30. Литров Й.И. Венера // . - Санкт-Петербург, 1902. - С. 282-303.
  31. Плакса С. Прохождение Венеры перед диском Солнца 8 июня 2004 года // Небосвод . - 2011. - № 12. - С. 8-13.
  32. Прохождение Венеры по диску Солнца 8 июня 2004 года.

Литература

  • Ломоносов М.В. Явление Венеры на Солнце, наблюденное в Санктпетербургской императорской Академии Наук майя 26 дня 1761 года // Полное собрание сочинений / Глав. ред. акад. С. И. Вавилов .. - М.-Л.: Издательство Академии наук СССР , 1955. - Т. 4. Труды по физике, астрономии и приборостроению. 1744-1765 гг. [Ред. Т. П. Кравец и В. Л. Чеканал]. - С. 361-376.
  • Дёллен В.К. О прохождениях Венеры через диск Солнца . - СПб. : Типография Императорской Академии наук, 1870. - 92 с.

Ссылки

Астрономия - это целый мир, полный прекрасных образов. Эта удивительная наука помогает найти ответы на важнейшие вопросы нашего бытия: узнать об устройстве Вселенной и ее прошлом, о Солнечной системе, о том, каким образом вращается Земля, и о многом другом. Между астрономией и математикой существует особая связь, ведь астрономические прогнозы являются результатом строгих расчетов. По сути, многие задачи астрономии стало возможным решить благодаря развитию новых разделов математики.

Из этой книги читатель узнает о том, каким образом измеряется положение небесных тел и расстояние между ними, а также об астрономических явлениях, во время которых космические объекты занимают особое положение в пространстве.


Вы можете видеть траекторию Венеры и ее размер по сравнению с Солнцем. Так как орбиты Меркурия и Венеры слегка наклонены относительно эклиптики, транзит наблюдается только когда эти планеты располагаются вблизи линии узлов (линии пересечения плоскостей их орбит с плоскостью эклиптики). Существуют достаточно сложные правила, позволяющие рассчитать периодичность астрономических транзитов. В среднем прохождение Меркурия по диску Солнца наблюдается 13 раз за 100 лет и описывается очень сложными законами.


Прохождения Венеры по диску Солнца наблюдаются еще реже: они происходят 4 раза каждые 243 года с интервалами в 105,5; 8; 121,5 и 8 лет. Обычно рассматриваются пары прохождений с интервалом в 8 лет. Цикл в 243 года относительно стабилен, однако интервалы между отдельными прохождениями меняются, так как Венера отклоняется от орбиты под действием притяжения других планет.

Первое прохождение планеты по диску Солнца

Основываясь на результатах наблюдений Тихо Браге, Кеплер составил так называемые Рудольфинские, или Рудольфовы, таблицы, достаточно точно описывающие движение планет. Руководствуясь этими таблицами, в 1629 году Кеплер объявил, что Меркурий пройдет по диску Солнца 7 ноября 1631 года, Венера - 6 декабря того же года. Он предвидел, что наблюдение этих астрономических транзитов можно будет произвести с помощью камеры-обекуры, проделав небольшое отверстие в плотно закрытом окне и спроецировав изображение Солнца на экран.

Прохождение Меркурия по диску Солнца удалось увидеть благодаря тому, что некоторые астрономы установили возле отверстия камеры-обскуры подзорную трубу и получили таким образом увеличенное изображение Солнца. Так, одно из наблюдений было произведено в Париже, где Пьер Гассенди отметил, что диаметр Меркурия, к его удивлению, составлял всего лишь 12”, то есть намного меньше, чем ожидалось. Наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца в декабре того же года не удалось, так как оно произошло после того, как Солнце в Европе уже село.

Несколько лет спустя английский священник Джереми Хоррокс (1618–1641) , изучавший математику и астрономию в Кембридже, рассчитал, что следующее прохождение Венеры по диску Солнца произойдет 4 декабря 1639 года. В этот день Хоррокс произвел необходимые наблюдения - в 15:15, 15:35 и 15:45 - и заметил, что диаметр Венеры составлял менее 1’ (диаметр Солнца составлял примерно 30’).



В 1640 году английский астроном и математик Уильям Гаскойн расположил несколько нитей в фокусе телескопа, закрепив их так, что их можно было перемещать. Так был изобретен микрометр, и телескоп из простого прибора для качественных наблюдений стал устройством для проведения точных измерений даже очень маленьких углов. Кроме того, к такому телескопу можно было присоединить размеченный круг для измерения других угловых величин.

В различных изданиях «Математических начал натуральной философии» и «Оптики» Ньютон приводит разные оценки расстояния между Землей и Солнцем, то есть параллакса Солнца, которые варьировались от 10 до 13 м. В то время было достоверно известно лишь то, что параллакс Солнца не может превышать 15” (реальное значение, используемое в наши дни, составляет 8,794148 м). Точное значение параллакса Солнца требовалось для корректировки астрономических таблиц, которые использовали не только астрономы, но и мореплаватели. Кроме того, доступные на тот момент знания о Солнечной системе позволяли определить относительные расстояния между всеми планетами, и оставалось вычислить лишь одно из расстояний, к примеру параллакс Солнца, в явном виде.

Эдмунд Галлей, наблюдавший прохождение Меркурия по диску Солнца в 1677 году, предложил определить параллакс Солнца во время прохождения Венеры в 1761 и 1769 годах. Предложенный им метод заключался в наблюдении прохождения Венеры из двух удаленных точек, при этом требовалось точно зафиксировать момент начала и конца прохождения. Было необходимо выразить угловое расстояние между траекториями Венеры, наблюдаемыми из двух удаленных точек, как часть диаметра Солнца, затем определить этот диаметр в милях и, наконец, рассчитать расстояние от Солнца до Земли. Таким образом, для наблюдений требовались только хороший телескоп и точные часы. К тому же наблюдать за транзитом Венеры было удобнее, чем за транзитом Меркурия: даже при наблюдении Венеры угловое расстояние имеет порядок всего 1/30 диаметра Солнца, а поскольку Меркурий находится ближе к светилу, то искомое угловое расстояние еще меньше.

Астрономический транзит Венеры был крайне важен для расчета расстояния от Земли до Солнца , однако транзит Меркурия представлял не меньший интерес.

Французский математик Урбен Жан Жозеф Леверье, изучив результаты наблюдений транзита Меркурия, выполненные с 1631 года до середины XIX века, открыл движение перигелия Меркурия, которое оказало огромное влияние на теорию относительности Эйнштейна.

Причины парного транзита Венеры

Период обращения Венеры вокруг Солнца составляет 224,7 дня, период обращения Земли - 365,25 дня. Разделив 365,25 на 224,7, получим 1,6255. Таким образом, за то время, пока Земля совершает полный оборот вокруг Солнца, Венера совершает 1,6255, или примерно 13/8 оборота. Следовательно, можно сказать, что если Земля совершает п оборотов вокруг Солнца, то Венера - 13n/8 оборотов.

Когда положение Земли и Венеры совпадет? Очевидно, тогда, когда 13n/8 будет натуральным числом, то есть когда п будет кратно 8. Таким образом, каждые 8 лет

Солнце, Земля и Венера должны располагаться на одной линии. Это означает, что прохождение Венеры по диску Солнца можно наблюдать с Земли каждые 8 лет, однако взглянув на таблицу, вы увидите, что в действительности все обстоит иначе.


Иногда прохождения Венеры действительно наблюдаются с интервалом в 8 лет, однако это бывает реже, чем раз в столетие. Почему так происходит? Ответ прост: приведенные выше расчеты были бы верны, если бы плоскости, в которых находятся орбиты Венеры и Земли (плоскости эклиптики), совпадали. Однако плоскость орбиты Венеры наклонена относительно плоскости орбиты Земли на 3,4°. Следовательно, транзит Венеры можно будет наблюдать только когда и Земля, и Венера будут располагаться вблизи линии узлов, то есть линии пересечения плоскостей их орбит. Иными словами, расстояние между орбитами планет должно быть меньше диаметра Солнца.



К примеру, прохождение Венеры наблюдалось в 2004 и 2012 году, но не в 1996-м, так как в этом году Венера находилась слишком далеко от плоскости эклиптики. Транзит Венеры наблюдается тогда, когда и Венера, и Земля находятся вблизи восходящего или нисходящего узла. Венера и Земля сближаются друг с другом дважды (с интервалом в 8 лет) возле восходящего узла в декабре, а затем, 121,5 года спустя, вновь дважды сближаются вблизи нисходящего узла в июне. По прошествии 105,5 года они вновь дважды сближаются у восходящего узла, и весь цикл повторяется снова.



Также следует отметить, что прохождение Венеры нельзя увидеть из любой точки Земли: очевидно, что наблюдения можно произвести только днем, когда Солнце находится над горизонтом. К примеру, в 2004 году прохождение можно было увидеть в Европе, а в 2012-м его нельзя было наблюдать в Португалии и в Атлантическом океане.



Экспедиции XVIII–XIX веков

Джереми Хоррокс полагал, что вычислить расстояние от Земли до Солнца можно по результатам наблюдений транзита Венеры, однако масштабные проекты наблюдений за прохождением планеты по диску Солнца в 1761 и 1769 годах начал Эдмунд Галлей. Это были первые совместные исследовательские проекты европейских ученых. В них приняли участие сотни наблюдателей из разных обсерваторий - только так можно было гарантировать успешное наблюдение транзита. Наблюдатели расположились в точках, максимально удаленных по долготе.

В XVIII веке путешествия в дальние страны были сопряжены с определенным риском: к множеству обычных опасностей добавилась война между англичанами и французами в Индийском океане. Многие ученые в попытках добраться до места назначения погибли либо, добравшись, по разным причинам не смогли получить точных результатов.

Большой интерес ученых того времени к определению расстояния между Землей и Солнцем был связан с тем, что благодаря третьему закону Кеплера отношения между расстояниями от всех планет до Солнца были уже известны. И теперь достаточно было вычислить расстояние до Солнца от одной из планет, и размеры Солнечной системы можно было определить автоматически. Галлей умер в 1742 году, однако европейское научное сообщество продолжило работу над проектом. В 1761 году в эксперименте участвовало более 120 человек, которые вели наблюдения из 62 точек, в 1769-м - 151 соглядатай в 77 разных точках. Исследователи сталкивались с громадными трудностями, а полученные результаты не всегда соответствовали ожидаемым. При проведении обеих кампаний основная сложность состояла в том, чтобы добраться до места назначения и точно определить координаты места и время.

Участники экспедиции 1769 года уже имели опыт наблюдений за транзитом Венеры, благодаря чему некоторые проблемы удалось решить. Одним из источников проблем была так называемая черная капля, которая впервые наблюдалась в 1761 году.

Это явление вызвано разными причинами, в том числе существованием атмосферы на Венере. Чем выше было разрешение астрономических приборов, тем заметнее становился данный феномен. Но наблюдался он всегда, так как поверхность Солнца вблизи края менее яркая. В результате астрономы ошибочно определяли точное время соприкосновения границы Венеры и диска Солнца - погрешность составляла от 20 секунд до 1 минуты. Ранее участники некоторых экспедиций сконструировали модели, позволявшие наблюдателям определить ошибку, вызванную этим эффектом, и точнее рассчитать время соприкосновения Венеры с диском Солнца.



За несколько лет до наблюдений Жозеф Никола Делиль упростил метод Галлея и определил, что достаточно зафиксировать момент захода Венеры на диск Солнца или схода с него. Делиль начал оживленную переписку с другими астрономами, чтобы подготовиться к наблюдениям. Многие участники проекта занялись сбором средств на его реализацию. В это время Франция и Великобритания участвовали в Семилетней войне, многие французские и британские астрономы были захвачены в плен войсками противника. Для наблюдения транзита 1761 года Французской Академией наук было организовано четыре экспедиции. Кассини отправился в Обсерваторию иезуитов в Вене и провел наблюдения вместе с эрцгерцогом Австрии Иосифом. Александр Гуа Пингре, напротив, отправился на остров Родригес в Индийском океане. Вскоре после того как его корабль обогнул южную оконечность Африки, мыс Доброй Надежды, на горизонте появились английские корабли. От них участники экспедиции сумели скрыться, однако затем они должны были прийти на помощь французскому кораблю и потеряли таким образом много времени. В результате Пингре прибыл на место назначения всего за девять дней до расчетной даты транзита. Из-за плохой погоды ему не удалось увидеть начало и конец прохождения Венеры по диску Солнца, и он смог провести лишь некоторые измерения, когда тучи ненадолго рассеялись. Но и на этом злоключения французского астронома не закончились: остров был захвачен англичанами, и Пингре провел в заключении почти три месяца, пока французы вновь не отвоевали остров. На обратном пути его корабль вновь был захвачен, и Пингре был вынужден высадиться в Лиссабоне, откуда прибыл в Париж по суше спустя год и четыре месяца с момента отплытия. Куда печальнее сложилась судьба Гийома Лежантиля, которая заслуживает отдельного рассказа (см. врезку на следующей странице).

Лондонское королевское общество профинансировало три путешествия: одно - на остров Святой Елены близ юго-западного побережья Африки, другое - в Ньюфаундленд, третье - в провинцию Бенкулу на острове Суматра. Последняя экспедиция по иронии судьбы также столкнулась с французским кораблем. В бою судно англичан было сильно повреждено, и капитан принял решение вернуться в порт. Со второй попытки участники экспедиции достигли мыса Доброй Надежды, но здесь им пришлось задержаться, так как провинция Бенкулу оказалась захвачена французами.

В проекте участвовали и испанские астрономы, которые вели наблюдения из Императорского колледжа в Мадриде и Обсерватории флота в Кадисе. Всего было проведено 120 наблюдений. По итогам анализа результатов астрономы получили различные значения параллакса Солнца: от 8,28” до 10,60”. Причиной расхождений отчасти был упомянутый выше эффект черной капли, а также неточности при определении долготы мест наблюдений.

ЭКСПЕДИЦИИ ГИЙОМА ЛЕЖАНТИЛЯ

Гийом Лежантиль участвовал в двух наблюдениях транзита Венеры в 1761 и 1769 годах, организованных Французской академией наук. В первом случае он планировал произвести наблюдения в Пондишери - французском владении на юго-востоке Индии. Экспедиция Лежантиля отправилась из Бреста 26 марта 1760 года. У участников было достаточно времени, чтобы прибыть на место назначения и не спеша подготовиться к наблюдениям. Однако Лежантиля задержали в пути трудности, вызванные военными действиями между Францией и Англией, плохая погода и даже ураган. Когда экспедиция была уже у цели, стало известно, что Пондишери захвачен англичанами, и ничего не оставалось, кроме как повернуть назад. В конечном итоге Лежантиль провел наблюдения, находясь в открытом море. Увы, они оказались бесполезными, так как точные координаты корабля были неизвестны. Разочарованный неудачей, Лежантиль решил не покидать регион и произвести наблюдения следующего транзита Венеры из Пондишери, куда на этот раз он прибыл за 14 месяцев до нужной даты. И вновь удача отвернулась от него: в день транзита небо было скрыто тучами.

Лежантиль вернулся во Францию в 1771 году, проведя на чужбине 11 лет, 6 месяцев и 13 дней, и обнаружил, что его объявили мертвым, а наследники уже делили его имущество.

Чтобы вернуть себе принадлежащее по праву, Лежантиль потратил немало времени, денег и сил, и везде ему сопутствовали неудачи. Рассказывая о своем путешествии, он писал: «Такая судьба часто ждет астрономов. Я преодолел почти десять тысяч лиг; я пересек моря, покинув Отечество, только для того, чтобы стать наблюдателем злополучного облака, которое заслонило Солнце точно в момент моих наблюдений, и чтобы пожать плоды злоключений, выпавших на мою долю».

Астрономическое сообщество приложило все возможные усилия, чтобы результаты наблюдений транзита Венеры в 1769 году были более точными, чем в 1761-м. И эта задача была успешно решена. Англичане организовали три экспедиции, о двух из которых рассказывается в приложении. Французы снарядили еще три: одну возглавил Лежантиль, который вновь столкнулся со множеством проблем, другую - Пингре, который отправился в Санто-Доминго и на этот раз добрался до цели без особых трудностей, третью - аббат Шапп, который отправился в Калифорнию в сопровождении двух испанских моряков. И англичане, и французы попросили у испанских властей разрешения произвести наблюдения на американских территориях. Разрешение испрашивали и предыдущие экспедиции, снаряженные Лондонским королевским обществом и Французской академией наук для проведения геодезических измерений и определения формы Земли. Ученый и мореплаватель Хорхе Хуан, который участвовал в геодезической экспедиции, изложил испанским властям свою точку зрения и сделал недвусмысленные замечания: «Причина рвения этих господ заключена в том, чтобы сделать насколько возможно следующее: не останется ни единого порта, укрепления, дороги, поселка и пустыни, который они не обследуют, с которого не составят план и не сообщат о коем публично. Сие в высшей степени нежелательно (…)»

Таким образом, испанцы согласились содействовать лишь миссии Жана-Батиста Шаппа: его сопровождали испанские моряки Висенте Дос и Сальвадор Медина, которые везли с собой все необходимые инструменты, чтобы произвести наблюдения независимо от французов. Экспедиция отправилась в путь из Кадиса 21 декабря 1768 года. Преодолев Атлантический океан и мексиканские территории, 15 апреля участники достигли Тихоокеанского побережья. Затем они сели на корабли и направились в Калифорнию, однако встречные ветры сменялись штилями, и путешественники увидели калифорнийское побережье лишь 18 мая. Так как транзит Венеры ожидался 3 июня, Шапп настоял на высадке на берегу вблизи обители Сан-Хоседель-Кабо, что участники экспедиции и сделали несмотря на то, что район был опустошен эпидемией тифа. Страх пропустить прохождение Венеры был сильнее страха перед болезнью. Необходимые наблюдения провели, однако Шапп, Сальвадор Медина и большая часть команды умерли от тифа. Следует добавить, что за прохождением Венеры по диску Солнца следили и другие испанские астрономы из Кадиса, Мехико и города Санта-Ана в Калифорнии.

Если учитывать только опубликованные результаты наблюдения, то за прохождением Венеры по диску Солнца следил 151 астроном из 77 разных точек земного шара. Результат наблюдений был таков: параллакс Солнца заключен на интервале между 8,43 м и 8,80 м - достаточно точная цифра, учитывая эффект черной капли. В XIX веке, располагая куда более качественными методами обработки данных и более точными координатами обсерваторий, Саймон Ньюкомб на основе этих же результатов получил значение параллакса в 8,79 м, которое весьма близко к тому, что используется в наши дни.

Транзит Венеры по диску Солнца в XIX веке наблюдался в 1874 и 1882 годах. На этот раз астрономов интересовало определение расстояний не только между планетами Солнечной системы, но и до ближайших звезд. Как мы уже упоминали, в 1838 году Фридрих Вильгельм Бессель впервые смог измерить параллакс звезды - это была звезда 61 Лебедя. К концу столетия были измерены параллаксы еще 21 звезды. При расчетах за основу бралось расстояние между двумя противоположными точками земной орбиты, а наблюдения за выбранными звездами производились с интервалом в 6 месяцев. Определить параллакс Солнца с максимально возможной точностью было крайне важно. При наблюдениях за прохождением Венеры ожидалось, что устранить эффект черной капли удастся с помощью фотографии, однако надежды астрономов не оправдались. Как бы то ни было, в 1874 году удалось получить достаточно точные результаты: по итогам измерений было определено, что параллакс Солнца лежит на интервале 8,79-8,83”. За прохождением Венеры в 1882 году следили не столь тщательно: чтобы существенно улучшить прежний результат, требовались новые методы, в то время недоступные.

Сегодня для определения расстояний между небесными телами результаты прошлых наблюдений астрономических транзитов не представляют ценности. Однако поиск внесолнечных планет ведется по точно такой же схеме.

<<< Назад
Вперед >>>
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Вам также может быть интересно
Подробный обзор Xiaomi Mi4i
Подробный обзор Xiaomi Mi4i
Гранулема зуба — воспаление тканей возле зубного корня. Лечение проводит стоматолог, дополнительно применяют отвар
Nokia C2: характеристики, отзывы
Nokia C2: характеристики,...
Гранулема зуба — воспаление тканей возле зубного корня. Лечение проводит стоматолог, дополнительно применяют отвар
Оптимизация работы браузера с множественным количеством вкладок Chrome не загружать неактивные вкладки
Оптимизация работы...
Гранулема зуба — воспаление тканей возле зубного корня. Лечение проводит стоматолог, дополнительно применяют отвар
Невозможно установить Windows на данный диск
Невозможно установить...
Гранулема зуба — воспаление тканей возле зубного корня. Лечение проводит стоматолог, дополнительно применяют отвар
История операционной системы Windows Самая первая версия windows
История операционной...
Гранулема зуба — воспаление тканей возле зубного корня. Лечение проводит стоматолог, дополнительно применяют отвар
Некоторые особенности использования виртуальных машин для новичков
Некоторые особенности...
Гранулема зуба — воспаление тканей возле зубного корня. Лечение проводит стоматолог, дополнительно применяют отвар