iPon Cikkek

Vénusz-átvonulások az évszázadok tükrében

Dátum | 2012. 06. 03.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Az elmúlt évek talán legizgalmasabb csillagászati fejleménye, hogy a technológiai fejlődésnek köszönhetően képessé váltunk más csillagrendszerek bolygóit észlelni. Mostanáig több mint hétszáz exobolygót találtak a szakértők, így a Naprendszer nyolc bolygója ‒ 13 az öt törpebolygóval együtt ‒ manapság már közel sem számít olyan különlegesnek, mint eleink gondolták. A rendszerünkön kívüli bolygók észlelésére többféle metódus is létezik, de a legtöbbet a fedési módszerrel fedezték fel. Amikor a bolygó elhalad központi csillaga előtt, akkor annak látszólagos fényerejében csökkenés mutatkozik.

A módszer persze csak az olyan bolygórendszerek esetén működőképes, amelyeknél úgy állnak a pályasíkok, hogy egy vonalba képes kerülni a földi (netán űrbéli) megfigyelő, a távoli bolygó és a csillag. Ez a becslések szerint csak minden ezredik bolygórendszer esetében jön össze. És ha kedveznek a körülmények, akkor sem egyszerű az átvonulást észlelni, mivel a csillag fénye számos dolog miatt mutathat pillanatnyi halványodást. A hétszázvalahány azonosított exobolygón kívül további pár ezer potenciális jelöltet tartanak számon, amelyek egy része szinte biztosan csak egy-egy méretesebb napfolt, de egyelőre nem tudjuk, hogy melyek azok, és melyek valódi átvonulások.


Az exobolygók kutatásában azonban jelentős segítséget jelent a saját rendszerünkben történő átvonulások tanulmányozása. Ilyen módon nemcsak a saját közvetlen környezetünket ismerhetjük meg alaposabban, de le is tesztelhetjük módszereinket, bizonyítva, hogy a több száz, több ezer fényévnyire levő rendszerek vizsgálatára bevetett technikák valóban működőképesek. Minél közelebbről megismerjük az átvonulások apró részleteit, annál hatékonyabban leszünk képesek a nagyobb távolságokban bekövetkező hasonló események észlelésére. Egyetlen aprócska probléma van csak ezzel a dologgal kapcsolatban: a Föld és a Nap között csak két bolygó helyezkedik el, és ezek tőlünk megtekinthető átvonulásai igen ritkának számítanak.

A Merkúr-átvonulásokkal még egy kicsit szerencsésebb a helyzet, hiszen ezekből 14 következik be egy évszázad alatt, a Vénusz azonban sokkal kevésbé kedvez a jelenséget tanulmányozni vágyóknak. Bolygószomszédunk átvonulásai párosával jelentkeznek nyolc év eltéréssel, és a másodikat követően felváltva 105,5 vagy 121,5 évet kell várni a következő átvonulási „hullám” első eseményére. Vénusz-átvonulás volt tehát 1631-ben és 1639-ben, 1761-ben és 1769-ben, 1874-ben és 1882-ben, majd legutóbb 2004-ben. A Vénusz legközelebbi átvonulása hazánkból 2012. június 6-án hajnalban lesz megfigyelhető, az azt követő ilyen esemény pedig 2117 decemberében fog bekövetkezni, így ezt már unokáink sem nagyon fogják látni. 

Mai ismereteink szerint először Nikolausz Kopernikusz De Revolutionibus Orbium Coelestium (Az égi pályák körforgásairól) című, 1543-ban megjelent művében merült fel annak gondolata, hogy a pályák sajátosságai miatt a Földről észlelhető lehet, amikor a Merkúr és a Vénusz elhalad a Nap előtt. A következő mérföldkő Johannes Kepler utolsó munkája, az 1627-ben megjelent Tabulae Rudolfinae (Rudolf-féle táblázatok) volt, amelyben a tudós az addigi legpontosabb bolygópálya-leírásokat adta meg, és számításai alapján előre jelezte a Merkúr és a Vénusz 1631-es átvonulását.

Kepler ugyan 1630-ban elhunyt, de munkája ismeretes volt a kor tudományos közvéleménye előtt, így 1631-ben Pierre Gassendi francia kutatónak sikerült is megfigyelnie a Merkúr-átvonulást. Az akkoriban esedékes Vénusz-átvonulás sajnálatos módon Európából nem volt látható, másutt pedig nem igazán ismerték Kepler munkáját, így az első megjövendölt átvonulás észleletlen maradt. Néhány évvel később azonban egy angol csillagász, Jeremiah Horrocks továbbvitte Kepler számításait, és rádöbbent, hogy bolygószomszédunk 1639 novemberében megismétli a mutatványt. Rögtön írt is egy londoni és egy manchesteri kollégájának a bekövetkező eseményről.


A nagy nap délutánján, mire Horrocks megkezdte az észlelést, a Vénusz már a Nap korongja előtt tartózkodott. Bár a bolygó sokkal kisebbnek bizonyult a vártnál, megfigyelhető volt a távcső segítségével kivetít képen, amelyről Horrocks vázlatokat is készített. William Crabtree, Horrocks manchesteri barátja annyira izgatott lett, amikor a felhők közül kibukkanó napkorongon megpillantotta a Vénusz sziluettjét, hogy végül semmiféle, tudományos szempontból értékelhető megfigyelést nem tett, Londonban pedig a rossz idő miatt nem volt látható a jelenség.

Manapság már tudjuk, hogy az átvonulás akkor következik be, amikor a három égitest úgy kerül egy vonalba, hogy a Vénusz pályáján haladva éppen metszi a Föld pályasíkját, amellyel a saját pályasíkja 3,4 fokos szöget zár be. Amikor a bolygók nem ezeken a pályapontokon kerülnek egy vonalba a Nappal, akkor a Földről észlelve a Vénusz központi csillagunk alatt vagy felett halad el, így nem vonul át a Nap korongja előtt.
 

A Vénusz átvonulása azonban már a korai észlelések idején is több volt puszta látványosságnál. 1716-ban Edmond Halley javaslatot tett a csillagászati egység hosszának, vagyis a Nap‒Föld-távolság méretének meghatározására az átvonulások felhasználásával. Abban az időszakban a Naprendszeren belüli távolságokat már ehhez a nevezetes távolsághoz igyekezetek viszonyítani, de arról senkinek sem volt pontos fogalma, hogy mekkora lehet ez kilométerekben mérve. A csillagászati egység pontos mérése révén először nyílhatott mód a Naprendszer abszolút méreteinek megismerésére.

Halley ötlete az volt, hogy ha több megfigyelő a Föld különböző pontjairól egyidejűleg észlelné a Vénusz átvonulását, akkor a háromszögelés és parallaxis módszerének kombinálásával ki lehetne számítani a Nap távolságát. Azt is kiszámította, hogy a következő két átvonulás 1761-ben, illetve 1769-ben lesz, és részletes útmutatást adott arról, hogy miként kell a szükséges megfigyeléseket és számításokat elvégezni.


Halley tanácsait megfogadva világszerte több száz expedíció indult útjára az 1761-es és 1769-es átvonulás megfigyelésére. A magyar származású tudósok közül Sajnovics János és Hell Miksa a norvégiai Vardő szigetéről figyelte meg az eseményt. Az évszázad második átvonulásának megfigyelésére a brit admiralitás is elküldte saját csapatát. A Tahitire induló expedíciót egy James Cook nevű, frissen kinevezett hadnagy vezette az Endeavour (Törekvés) fedélzetén. A hajósokkal együtt csillagászok, botanikusok, valamint rajzolóművészek is útnak indultak. Az átvomulás észlelését követően Cook a brit vezetőség titkos parancsait követve tovább hajózott dél felé, és felderítette, valamint meglepően pontosan feltérképezte Új-Zéland szigetét és Ausztrália közel 2000 kilométeres keleti partvonalát.

Hiába voltak azonban Halley gondos utasításai, az utódok a kor viszonyai közepette nem voltak képesek a megfelelő pontosságra. Ahhoz, hogy az adatokból kiszámított csillagászati egység hossza megközelítse a valóságot, másodperces pontossággal kellett volna mérni a be- és kilépés közti időt, ez azonban jó, ha perces pontossággal sikerült. A másik gondot az okozta, hogy az észlelőhelyek földrajzi koordinátáit is precízebben kellett volna ismerni, mint ami lehetséges volt az adott felszereltség mellett.
 

A Vénusz következő két átvonulását (1874, 1882) már az egész világról figyelték, azonban a korábban is észlelt, úgynevezett feketecsepp-jelenség továbbra is megakadályozta a csillagászati egység Halley módszerével történő pontos meghatározását. Az érdekes optikai csalódást az 1761-es átvonuláskor említik először. A 2. és a 3. kontaktus idején, amikor a Vénusz korongja belülről (már vagy még) pont nem érinti a napkorongot, a bolygó és a Napon kívüli terület között sötét kis híd jelenik meg, cseppszerűvé torzítva a Vénusz sziluettjét. A jelenség csak viszonylag kis nagyítású távcsőben tűnik fel, a jobb műszerek már megszüntetik az optikai csalódást, amelyet az is fokoz, hogy a Nap a széle felé egyre sötétebbnek tűnik a megfigyelők számára. A 18‒19. század technikai viszonyai között a jelenség lehetetlenné tette a be- és kilépés idejének másodperces pontosságú meghatározását.

A másik érdekes optikai jelenség a Vénusz kapcsán a fehér kör: a vékony körív akkor bukkan fel a sötét korong körül, amikor a bolygó áthalad a Nap szélén és egy pillanatra láthatóvá válik a légkör. A látványról először Mihail Lomonoszov számolt be az 1761-es áthaladás kapcsán, azóta azonban bizonyossá vált, hogy ő maga nem észlelhette ezt a jelenséget, mivel a fehér kör megfigyeléséhez nagyon nagy felbontású távcsőre van szükség. Lomonoszov  valószínűleg úgy gondolkozott, mint a 18. századi csillagászok többsége: azt hitte, hogy minden bolygó olyan, mint a Föld, tehát légköre is van. Ha viszont rendelkezik légkörrel, akkor annak egy Nap előtti átvonulás során látszania kellene. Lomonoszov tehát nagyon helyesen ki is következtette, hogy mely időpillanatban és milyen formában bukkanhat fel a légkör, ő maga azonban ezt kellő felszerelés hiányában nem észlelhette.



A 20. század Vénusz-átvonulás nélkül telt, így a rohamosan fejlődő csillagászat művelőinek nagyon sokat kellett várniuk arra, hogy végre bevethessék az új technológiákat a jelenség minél alaposabb megismerésére. Számos érdekes projekt zajlott a 2004-es átvonulás idején, remek képek készültek a feketecsepp-jelenségről, és végre valóban sikerült megfigyelni a fehér kört, azaz a Vénusz légkörét is. 2004-ben az számított a legnagyobb szenzációnak, hogy végre „rendes műszerekkel” megfigyelhettük azt, amit utoljára a 19. században, sokkal primitívebb felszereléssel volt lehetőség észlelni.

Érdekes és gyorsan változó világban élünk, ami azon is mérhető, hogy ma, mindössze nyolc évvel a legutóbbi átvonulás után már egészen más célok mozgatják a szakmát a jelenség megfigyelésében. Időközben, mint már említettük, teljes gőzzel beindult az exobolygó-vadászat, így most az elsődleges feladat mindazon dolgok megfigyelése, amelyek „észlelhetővé” tesznek egy csillaga előtt átvonuló bolygót, és megkülönböztetik például a napfoltoktól. Az egyik legérdekesebb ilyen célú kísérletre talán David Ehrenreich, a grenoble-i asztrofizikai intézet munkatársa vállalkozott, aki a Hubble űrteleszkóppal figyeli meg az átvonulást, de nem a konkrét jelenségre irányítja a távcsövet, hanem a Holdra. A visszaverődő napfényben jelentkező apró intenzitásváltozásokat kívánja ugyanis kimutatni. Ehrenreich ötlete kapcsán felmerült, hogy a módszert használva talán mégsem kell több mint egy évszázadot várni a következő átvonulás tanulmányozására. Ha a kutató sikerrel jár küldetésében, akkor elképzelhető, hogy például a Jupiterről 2012. szeptember 20-án „látszódó” Vénusz-átvonulás szintén észlelhető lehet a távoli bolygóról visszaverődő napfény változásainak mérésén keresztül.

A Jupiter kapcsán egyébként a közeljövőben még egy érdekes jelenség várható. 2014. január 5-én a Jupiterről nézve Föld-átvonulás lesz a Nap előtt. Ennek indirekt észlelése a bolygó felhőzetén, illetve holdjain jelentkező változásokon keresztül szintén nagy lépést jelentene az exobolygók megfigyelésének módszertana szempontjából. 

Az űrkutatás fejlődésével arról sem szabad megfeledkeznünk, hogy megfigyelési szempontból már nem vagyunk a Földhöz „láncolva”. Távol van ugyan az az idő, amikor a bolygóátvonulásra vágyók egyszerűen bepattannak egy űrhajóba, és odamennek, ahonnan kívánságuknak megfelelően látszik a Naprendszer, de már jelenleg is rendelkezünk más bolygókra látogató űrszondákkal, amelyek műszerein keresztül szintén megfigyelhetünk aktuális átvonulásokat. A „szaturnuszi” Vénusz-átvonulás idén december 21-én esedékes, és már tervbe van véve a Cassini-űrszonda irányba fordítása az esemény rögzítésére.

Bolygóátvonulásokban gazdag időszakot élünk meg tehát, és szerencsére már az eszközeink is megvannak ennek maximális kiaknázásához. A Vénusz átvonulásának észlelése még ma is jelentős tudományos értékkel bír, tanulmányozása által egyre többet tudunk meg a minket körülvevő világról. A jelenség mindig is vonzotta az elszánt csillagászokat, de a legek legjének talán Guillaume Le Gentil francia kutató számít. 1761-ben az India délkeleti területén található Puduccseriből akarta megfigyelni az átvonulást, de érkezésekor a britek fennhatósága alatt volt a térség, akik nem engedték kikötni. Hajójáról ugyan látta a jelenséget, de precíz méréséket onnan nem tudott végezni, így úgy döntött, hogy mivel csak nyolc év van hátra a következő átvonulásig, azt kivárja Ázsiában.


Az évek alatt ellátogatott többek közt a Fülöp-szigetekre és más helyekre is, majd 1769-ben visszatért Puduccseribe. A várva várt napon végül a felhős égbolt keresztülhúzta számításait, így nem látta az átvonulást. Le Gentil drámája azonban ezzel nem ért véget, hazafelé hajótörést szenvedett, majd dizentériával kórházba került, amikor pedig 11 évi távollét után végre visszaért Franciaországba, megtudta, hogy halottnak nyilvánították, menyasszonya pedig férjhez ment valaki máshoz. A történet végül jó véget ért: Le Gentil visszakapta helyét a Francia Tudományos Akadémia tagjai közt, megnősült és gyermekei is születtek, végül 76 évesen, 1792-ben hunyt el.


A Vénusz következő átvonulása hazánkból június 6-án napkeltétől (Budapesten 4.50-kor) lesz látható, ekkor a bolygó már a napkorong előtt fog tartózkodni. Az utolsó kontaktus 6.55-kor történik majd, ekkor hagyja el végleg a Vénusz a Napot. Nagyon fontos, hogy megfelelő szűrő nélkül se szabad szemmel, se távcsővel, se fényképezővel ne nézzünk a Napba! Az észleléshez használjunk napfogyatkozás-néző szemüveget vagy megfelelő fokozatú hegesztőüveget, és készülékeinket is lássuk el a szükséges szűrővel. Egy másik egyszerű, de nagyon praktikus módszer, ha a távcső nézőkéje elé egy papírlapot tartunk, és arra vetítjük ki a napkorong képét. (A távcsövet se irányítsuk huzamosabb ideig a Napra, mert szemünkhöz hasonlóan a ragasztott lencséknek sem tesz jót az erős sugárzás.) További jó tanácsok és érdekességek olvashatók az eseménnyel kapcsolatban a Magyar Csillagászati Egyesület honlapján és az átvonulás alkalmából összeállítot szórólapon, illetve Csaba György Gábor és Kereszturi Ákos cikkében.
 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

4. Zelbacsi
2012.06.04. 11:46
nem irigylem a hobbi-csillagászokat
4:50 kor felkelsz, végignézed az átvonulást, majd 7kor indulsz munkába, nem gond
Én nem vagyok annyira fanatikus, mint Le Gentil, hogy mindenképp látni akarjam
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. Warpath
2012.06.04. 12:04
Én azért megpróbálkozok vele. Még előző nap előkészítem a lesőt. De lehet hogy átalszom az eseményt .
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. bodomehesz...
2012.06.05. 15:56
Én alapból akkor kelek, mivel akkor szoktam indulni úszni. Szóval lehet, hogy megnézem
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Warpath
2012.06.06. 11:02
Fél hatkor sikerült felkelnem . De csak egy egyszerű binokulárt, és Baader fóliát használtam. Bőven elég volt, így is meg lehetett figyelni az eseményt.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!