Tránsito de Venus

Un tránsito de Venus se produce cuando Venus pasa directamente entre el Sol y la Tierra (o cualquier otro planeta superior ), volviéndose visible contra el disco solar (y, por lo tanto, ocultando una pequeña porción del mismo) . Durante un tránsito , Venus es visible como un pequeño círculo negro que se mueve frente al Sol.

Los tránsitos de Venus ocurren periódicamente. Un par de tránsitos tiene lugar con ocho años de diferencia en diciembre ( calendario gregoriano ) seguido de un intervalo de 121,5 años, antes de que ocurra otro par con ocho años de diferencia en junio, seguido de otro intervalo de 105,5 años. Las fechas avanzan unos dos días por cada ciclo de 243 años. La periodicidad es un reflejo del hecho de que los períodos orbitales de la Tierra y Venus están cerca de las conmensurabilidades 8:13 y 243:395 . Los últimos pares de tránsitos ocurrieron el 8 de junio de 2004 y el 5-6 de junio de 2012. El próximo par de tránsitos ocurrirá el 10-11 de diciembre de 2117 y el 8 de diciembre de 2125.

Los tránsitos de Venus se utilizaban en el pasado para determinar el tamaño del Sistema Solar . El tránsito de 2012 ha brindado oportunidades de investigación, en particular para el perfeccionamiento de las técnicas que se utilizarán en la búsqueda de exoplanetas .

La órbita de Venus tiene una inclinación de 3,39° con respecto a la de la Tierra, por lo que pasa por debajo (o por encima) del Sol cuando se la ve desde la Tierra. ^[1] Un tránsito ocurre cuando Venus alcanza la conjunción con el Sol mientras también pasa por el plano orbital de la Tierra , y pasa directamente por la cara del Sol. ^{[ cita requerida ] [nota 1]} Las secuencias de tránsitos generalmente se repiten cada 243 años, después de lo cual Venus y la Tierra han regresado casi al mismo punto en sus respectivas órbitas. Durante los 243 períodos orbitales siderales de la Tierra , que suman 88.757,3 días, Venus completa 395 períodos orbitales siderales de 224,701 días cada uno, lo que equivale a 88.756,9 días terrestres. Este período de tiempo corresponde a 152 períodos sinódicos de Venus. ^[2]

Un par de tránsitos tiene lugar con ocho años de diferencia en diciembre, seguido de un intervalo de 121,5 años, antes de que otro par ocurra con ocho años de diferencia en junio, seguido de otro intervalo de 105,5 años. Otros patrones son posibles dentro del ciclo de 243 años, debido al ligero desajuste entre los momentos en que la Tierra y Venus llegan al punto de conjunción. Antes de 1518, el patrón de tránsitos era de 8, 113,5 y 121,5 años, y los ocho intervalos entre tránsitos antes del tránsito de 546 d. C. estaban separados por 121,5 años. El patrón actual continuará hasta 2846, cuando será reemplazado por un patrón de 105,5, 129,5 y 8 años. Por lo tanto, el ciclo de 243 años es relativamente estable, pero el número de tránsitos y su momento dentro del ciclo varían con el tiempo. ^[2] Como la conmensurabilidad Tierra:Venus 243:395 es solo aproximada, existen diferentes secuencias de tránsitos que ocurren con 243 años de diferencia, cada una de las cuales se extiende por varios miles de años, y que finalmente son reemplazadas por otras secuencias. Por ejemplo, hay una serie que finalizó en 541 a. C., y la serie que incluye 2117 recién comenzó en 1631 d. C. ^[2]

Los antiguos observadores indios , griegos , egipcios , babilonios y chinos conocían a Venus y registraban sus movimientos. ^{[3] Se atribuye a} Pitágoras el descubrimiento de que las llamadas estrellas de la mañana y de la tarde eran en realidad el planeta Venus. No hay evidencia de que alguna de estas culturas observara tránsitos planetarios. ^{[ cita requerida ]} Se ha propuesto que los frescos encontrados en el sitio maya de Mayapán pueden contener una representación pictórica de los tránsitos del siglo XII o XIII. ^[4]

El erudito persa Avicena afirmó haber observado a Venus como una mancha en el Sol. Hubo un tránsito el 24 de mayo de 1032, pero Avicena no dio la fecha de su observación, y los eruditos modernos han cuestionado si pudo haber observado el tránsito desde su ubicación; es posible que haya confundido una mancha solar con Venus. Utilizó su observación del tránsito para ayudar a establecer que Venus estaba, al menos a veces, debajo del Sol en la cosmología ptolemaica , ^[5] es decir, la esfera de Venus viene antes de la esfera del Sol cuando se aleja de la Tierra en el modelo geocéntrico predominante . ^{[6] [7]}

El astrónomo alemán Johannes Kepler predijo el tránsito de 1631 en 1627, pero sus métodos no fueron lo suficientemente precisos como para predecir que no podría verse en la mayor parte de Europa. Como consecuencia, los astrónomos no pudieron utilizar su predicción para observar el evento. ^[9]

La primera observación registrada de un tránsito de Venus fue realizada por el astrónomo inglés Jeremiah Horrocks desde su casa en Carr House en Much Hoole , cerca de Preston , el 4 de diciembre de 1639 (24 de noviembre OS). Su amigo William Crabtree observó el tránsito desde la cercana Broughton . ^[10] Kepler había predicho tránsitos en 1631 y 1761 y un casi accidente en 1639. Horrocks corrigió el cálculo de Kepler para la órbita de Venus, se dio cuenta de que los tránsitos de Venus ocurrirían en pares con 8 años de diferencia, y así predijo el tránsito de 1639. ^[11] Aunque no estaba seguro de la hora exacta, calculó que el tránsito comenzaría aproximadamente a las 15:00. Horrocks enfocó la imagen del Sol a través de un telescopio simple y sobre papel, donde podía observar el Sol sin dañar su vista. Después de esperar durante la mayor parte del día, finalmente vio el tránsito cuando las nubes que oscurecían el Sol se despejaron alrededor de las 15:15, media hora antes del atardecer. Sus observaciones le permitieron hacer una estimación bien informada del diámetro de Venus y una estimación de la distancia media entre la Tierra y el Sol (59,4 millones de mi (95,6 millones de km; 0,639 UA)). Sus observaciones no se publicaron hasta 1661, mucho después de la muerte de Horrocks. ^{[11] [nota 2]} Horrocks basó su cálculo en la (falsa) presunción de que el tamaño de cada planeta era proporcional a su rango con respecto al Sol, no en el efecto de paralaje utilizado en los experimentos de 1761 y 1769 y posteriores. ^{[ cita requerida ]}

En 1663, el matemático escocés James Gregory había sugerido en su Optica Promota que las observaciones de un tránsito de Mercurio , en puntos muy espaciados sobre la superficie de la Tierra, podrían usarse para calcular la paralaje solar y, por lo tanto, la unidad astronómica mediante triangulación . Consciente de esto, el astrónomo inglés Edmond Halley realizó observaciones de dicho tránsito el 28 de octubre de 1677 desde la isla de Santa Elena , pero se sintió decepcionado al descubrir que solo Richard Towneley en la ciudad de Burnley, Lancashire, había hecho otra observación precisa del evento, mientras que Gallet, en Avignon , simplemente había registrado que había ocurrido. Halley no estaba satisfecho con la precisión del cálculo resultante de la paralaje solar de 45". ^{[ cita requerida ]}

En un artículo publicado en 1691, y uno más refinado en 1716, Halley propuso que se podían hacer cálculos más precisos utilizando mediciones de un tránsito de Venus, aunque el siguiente evento de este tipo no se esperaba hasta 1761 (6 de junio NS , 26 de mayo OS). ^[12] En un intento de observar el primer tránsito del par, astrónomos de Gran Bretaña ( William Wales y el capitán James Cook ), Austria ( Maximilian Hell ) y Francia ( Jean-Baptiste Chappe d'Auteroche y Guillaume Le Gentil ) participaron en expediciones a lugares que incluían Siberia , Terranova y Madagascar. ^[13] La mayoría de ellos observó al menos parte del tránsito. Jeremiah Dixon y Charles Mason lograron observar el tránsito en el Cabo de Buena Esperanza , ^[14] pero Nevil Maskelyne y Robert Waddington tuvieron menos éxito en Santa Elena, aunque hicieron un buen uso de su viaje al probar el método de la distancia lunar para encontrar la longitud. ^[15]

En general, se pensaba que Venus poseía una atmósfera antes del tránsito de 1761, pero la posibilidad de que pudiera detectarse durante un tránsito parece no haber sido considerada. El descubrimiento de la atmósfera del planeta se ha atribuido durante mucho tiempo al científico ruso Mijaíl Lomonosov , después de que observara el tránsito de 1761 desde la Academia Imperial de Ciencias de San Petersburgo . ^[16] La atribución a Lomonosov parece haber surgido de los comentarios realizados en 1966 por el escritor de astronomía Willy Ley , quien escribió que Lomonosov había inferido la existencia de una atmósfera a partir de su observación de un arco luminoso. ^[17] La ​​atribución ha sido cuestionada desde entonces. ^[18]

Para el tránsito de 1769, los científicos viajaron a lugares de todo el mundo. El astrónomo checo Christian Mayer fue invitado por la emperatriz rusa Catalina la Grande para observar el tránsito en San Petersburgo con Anders Johan Lexell , mientras que otros miembros de la Academia Rusa de Ciencias fueron a otros ocho lugares del Imperio ruso bajo la coordinación general de Stepan Rumovsky . ^[19] El rey Jorge III del Reino Unido hizo construir el Observatorio del Rey cerca de su residencia de verano en Richmond Lodge , para que él y el astrónomo real , Stephen Demainbray , pudieran observar el tránsito. ^{[20] [21]} Hell y su asistente János Sajnovics viajaron a Vardø , Noruega. Wales y Joseph Dymond fueron a la bahía de Hudson para observar el evento. En Filadelfia , la Sociedad Filosófica Estadounidense erigió tres observatorios temporales y nombró un comité dirigido por David Rittenhouse . Las observaciones fueron realizadas por un grupo dirigido por el Dr. Benjamin West en Providence, Rhode Island , ^{[22] James Cook y Charles Green} también realizaron observaciones desde Tahití en un lugar todavía conocido como Point Venus . ^{[23] [nota 3]}

D'Auteroche fue a San José del Cabo en lo que entonces era Nueva España para observar el tránsito con dos astrónomos españoles (Vicente de Doz y Salvador de Medina). Por sus problemas murió en una epidemia de fiebre amarilla allí poco después de completar sus observaciones. ^[25] Solo 9 de los 28 miembros del grupo regresaron a casa con vida. ^{[26] [ página requerida ]} Le Gentil pasó más de ocho años viajando en un intento de observar cualquiera de los tránsitos. Mientras estaba en el extranjero fue declarado muerto y, como resultado, perdió a su esposa y sus posesiones. A su regreso, recuperó su asiento en la Academia Francesa y se volvió a casar. ^[13] Bajo la influencia de la Royal Society , el astrónomo Ruđer Bošković viajó a Estambul , pero llegó después de que el tránsito hubiera sucedido. ^{[ cita requerida ]}

En 1771, utilizando los datos combinados de tránsitos de 1761 y 1769, el astrónomo francés Jérôme Lalande calculó que la unidad astronómica tenía un valor de 153 ± 1 millón de kilómetros (95,07 ± 0,62 millones de millas). La precisión fue menor de lo esperado debido al efecto de la gota negra . El valor obtenido fue aún una mejora en los cálculos realizados por Horrocks. ^{[13] [nota 4]} Hell publicó sus resultados en 1770, que incluían un valor para la unidad astronómica de 151,7 millones de kilómetros (94,3 millones de millas). Lalande cuestionó la precisión y autenticidad de las observaciones obtenidas por la expedición de Hell, pero más tarde escribió un artículo en Journal des sçavans (1778), en el que se retractó de sus comentarios. ^{[ cita requerida ]}

Las observaciones de los tránsitos de 1874 y 1882 sirvieron para refinar el valor obtenido para la unidad astronómica. Tres expediciones (de Alemania, el Reino Unido y los Estados Unidos) fueron enviadas al archipiélago de Kerguelen para las observaciones de 1874. ^[27] El astrónomo estadounidense Simon Newcomb combinó los datos de los últimos cuatro tránsitos y llegó a un valor de 149,59 ± 0,31 millones de kilómetros (92,95 ± 0,19 millones de millas). ^{[13] [nota 5]}

Organizaciones científicas lideradas por el Observatorio Europeo Austral organizaron una red de astrónomos aficionados y estudiantes para medir la distancia de la Tierra al Sol durante el tránsito de 2004. [ ^28] Las observaciones de los participantes permitieron un cálculo de la unidad astronómica (UA) de 149.608.708 ± 11.835 kilómetros (92.962.541 ± 7.354 millas), que difería del valor aceptado en un 0,007%. ^[29]

Durante el tránsito de 2004, los científicos intentaron medir la pérdida de luz cuando Venus bloqueó parte de la luz del Sol, con el fin de perfeccionar las técnicas para descubrir planetas extrasolares . ^[30]

El tránsito de Venus de 2012 también proporcionó a los científicos oportunidades de investigación, en particular en lo que respecta al estudio de los exoplanetas . El evento, además, fue el primero de su tipo en ser documentado desde el espacio, fotografiado a bordo de la Estación Espacial Internacional por el astronauta de la NASA Don Pettit . La medición de las caídas en el brillo de una estrella durante un tránsito es una observación que puede ayudar a los astrónomos a encontrar exoplanetas. A diferencia del tránsito de Venus de 2004, el tránsito de 2012 ocurrió durante una fase activa del ciclo de actividad de 11 años del Sol, y dio a los astrónomos la oportunidad de practicar la captación de la señal de un planeta alrededor de una estrella variable "manchada". Las mediciones realizadas del diámetro aparente de un planeta como Venus durante un tránsito permiten a los científicos estimar los tamaños de los exoplanetas. La observación realizada de la atmósfera de Venus desde telescopios terrestres y la Venus Express dio a los científicos una mejor oportunidad de comprender el nivel intermedio de la atmósfera de Venus de lo que era posible desde cualquier punto de vista por separado, y proporcionó nueva información sobre el clima del planeta. Los datos espectrográficos de la atmósfera de Venus pueden compararse con los estudios de las atmósferas de los exoplanetas. El telescopio espacial Hubble utilizó la Luna como espejo para estudiar la luz de la atmósfera de Venus y así determinar su composición. ^{[31] [32]}

Los tránsitos suelen ocurrir en pares, porque la duración de ocho años terrestres es casi la misma que la de 13 años en Venus. Esta conjunción aproximada no es lo suficientemente precisa como para producir un triplete, ya que Venus llega 22 horas antes cada vez. El último tránsito que no forma parte de un par fue en 1396 (el planeta pasó ligeramente por encima del disco del Sol en 1388); ^[33] el próximo será en 3089. ^{[ cita requerida ]}

Después de 243 años, los tránsitos de Venus regresan. El tránsito de 1874 es miembro del ciclo de 243 años #1. El tránsito de 1882 es miembro del #2. El tránsito de 2004 es miembro del #3, y el tránsito de 2012 es miembro del #4. El tránsito de 2117 es miembro del #1, y así sucesivamente. Sin embargo, el nodo ascendente (tránsitos de diciembre) de la órbita de Venus se mueve hacia atrás después de cada 243 años, por lo que el tránsito de 2854 es el último miembro de la serie #3 en lugar de la serie #1. El nodo descendente (tránsitos de junio) se mueve hacia adelante, por lo que el tránsito de 3705 es el último miembro del #2. ^{[ cita requerida ]}

A lo largo de períodos más largos, se iniciarán nuevas series de tránsitos y finalizarán las antiguas. A diferencia de la serie de Saros para los eclipses lunares, es posible que una serie de tránsitos se reinicie después de una pausa. La serie de tránsitos también varía mucho más en longitud que la serie de Saros. ^{[ cita requerida ]}

A veces Venus solo roza el Sol durante un tránsito. En este caso, es posible que en algunas áreas de la Tierra se pueda ver un tránsito completo mientras que en otras regiones solo haya un tránsito parcial (sin segundo o tercer contacto ). El último tránsito de este tipo fue el 6 de diciembre de 1631, y el próximo tránsito de este tipo ocurrirá el 13 de diciembre de 2611. También es posible que un tránsito de Venus pueda verse en algunas partes del mundo como un tránsito parcial, mientras que en otras Venus no toca el Sol. Un tránsito de este tipo ocurrió por última vez el 19 de noviembre de 541 a. C., y el próximo tránsito de este tipo ocurrirá el 14 de diciembre de 2854. ^[2] Estos efectos se deben a la paralaje , ya que el tamaño de la Tierra ofrece diferentes puntos de vista con líneas de visión ligeramente diferentes para Venus y el Sol. Se puede demostrar cerrando un ojo y sosteniendo un dedo frente a un objeto más pequeño y distante; cuando el espectador abre el otro ojo y cierra el primero, el dedo ya no estará frente al objeto. ^{[ cita requerida ]}

La ocurrencia simultánea de tránsitos de Mercurio y Venus ocurre, pero con muy poca frecuencia. La última vez que ocurrió un evento de este tipo fue el 22 de septiembre de 373 173 a. C. y la próxima vez ocurrirá el 26 de julio de 69 163 ^[34] y nuevamente el 29 de marzo de 224 504 ^[35] . La ocurrencia simultánea de un eclipse solar y un tránsito de Venus es actualmente posible, pero muy rara. El próximo eclipse solar que ocurra durante un tránsito de Venus será el 5 de abril de 15 232 ^[36] .

La banda de rock canadiense Three Days Grace tituló su cuarto álbum de estudio Transit of Venus y anunció el título del álbum y la fecha de lanzamiento el 5 de junio de 2012, la fecha del último tránsito de Venus. La primera canción del álbum, "Sign of the Times", hace referencia al tránsito en la letra "Venus está pasando".

El Tránsito de Venus de marzo fue escrito por John Philip Sousa en 1883 para conmemorar el tránsito de 1882.

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Wikisource tiene varios textos originales relacionados con el Tránsito de Venus .

• En busca de Venus: Observación de los tránsitos de Venus, 1631-2004 (Smithsonian Libraries)
• Merrifield, Michael. "El tránsito de Venus". Sesenta símbolos . Brady Haran para la Universidad de Nottingham .
• Tránsito de Venus de 2012 – Unión Astronómica Internacional
• Observatorio Solar Nacional – Tránsito de Venus 5 y 6 de junio de 2012