Последний транзит Венеры

Последнее в этом столетии прохождение Венеры по диску Солнца, можно будет увидеть ранним утром в среду, 6 июня. Следующее прохождение состоится только в 2117 году. Это второе из нынешней пары прохождений, первое было 8 июня 2004 года. Предыдущая пара прохождений происходила в 1874 и 1882 годах…

Планета начнет свое движение по диску Солнца в ночь с 5-го на 6-е июня в 02:08 мск и продлится до 8:57 мск.

«Это явление имеет и большое значение для астрономии. Ровно 250 лет назад в Петербурге Михаил Ломоносов наблюдал в телескоп за транзитом Венеры по диску Солнца прямо с подоконника своего дома. И в тот момент, когда планета уже приблизилась к краю Солнца, ученый заметил, что не сразу наступает чернота и полное слияние с темной стороной, а остается свечение, светлый ободок», — рассказывает старший научный сотрудник Главной астрономической обсерватории Сергей Смирнов.

По словам ученого, благодаря этому наблюдению Ломоносов сделал вывод, что это происходит от преломления света в атмосфере Венеры. Так в Петербурге была обнаружена атмосфера Венеры, которая стала открытием мирового значения.

Увеличить рисунок

Как и в предыдущее прохождение текущей пары, происходившее в 2004 году, с помощью специальных приборов будет возможно наблюдение явления Ломоносова: при соприкосновении Венеры с диском Солнца вокруг планеты возникает «тонкое, как волос, сияние» — следствие наличия у планеты атмосферы.

Во время более частых прохождений Меркурия по диску Солнца этот эффект не наблюдается, поскольку у Меркурия нет атмосферы.

В прежние времена прохождение Венеры по диску Солнца также использовалось астрономами для уточнения параллакса Солнца, по которому определялось значение расстояния от Земли до Солнца, служившего главной мерой астрономических расстояний. Особенно важными считались именно вторые прохождения восьмилетней пары, подобные этому.

Для определения параллакса Солнца проводились наблюдения из двух или более точек земной поверхности, и параллакс вычислялся по разнице в продолжительности явления для разных мест наблюдения. Было важно, чтобы одна из точек находилась в небольшой области на Земле, где прохождение начинается до нижней кульминации Солнца, а заканчивается после неё. Такое возможно либо в зоне полярного дня, либо в ещё меньшем районе — там, где прохождение начинается до заката и заканчивается после восхода

Увеличить рисунок

В 1769 году, например, этот район включал и Петербург, в 2012 году он, похоже, будет расположен в районе Исландии и прилегающей водной территории (область «X» на карте в следующем разделе). Зато в восточной части России при благоприятных погодных условиях можно будет наблюдать прохождение Венеры по диску Солнца полностью, тогда как, например, для многих областей Европы оно начнётся ещё до восхода.

Невооружённым глазом смотреть на Солнце нельзя, при отсутствии оптических приборов с солнечным фильтром можно пробовать наблюдать через стёклышко щитка сварщика, гибкий диск разобранной дискеты, проецировать изображение Солнца через маленькое отверстие на расположенный за ним экран и т. д.

Разрешающая способность человеческого глаза близка к 1', поэтому одного лишь солнечного фильтра для точных наблюдений, например, для определения моментов контактов, будет недостаточно, потребуется ещё и увеличение.

Для прохождения Венеры по диску Солнца нужно, чтобы в момент нижнего соединения планеты с Солнцем она находилась вблизи узла её орбиты. У последовательных пар прохождений узлы чередуются. Текущая пара происходит вблизи нисходящего узла орбиты, поэтому для наблюдателей в Северном полушарии планета по диску Солнца перемещается сверху вниз и, как и для пары вблизи восходящего узла, слева направо.

В 2004 году прохождение было на два дня позже — после прохождения нисходящего узла, поэтому хорда пути Венеры наблюдалась в нижней части Солнца, 6 июня 2012 года Венера пройдёт по диску Солнца до прохождения через нисходящий узел, поэтому эта хорда будет лежать в верхней части Солнца

Больше шансов увидеть редкое астрономическое явление будет у жителей Дальнего Востока и Сибири: там транзит Венеры возможно увидеть от начала до завершения. Жителям европейской части России, в том числе москвичам и петербуржцам, повезет меньше: прохождение Венеры начнется ровно в тот момент, когда Солнце здесь только начнет всходить.

Американский астронавт Дон Петтит (Don Pettit) планирует совершить серию наблюдений за транзитом Венеры с борта Международной космической станции (МКС) и передаст первые "космические" снимки этого события на Землю. А астрономы-любители готовятся рассмотреть подробности при касании Венеры края солнечного диска в свои телескопы.

Будут проводиться прямые видео-трансляции со множества камер, установленных по всему миру NASA. Наблюдать транзит Венеры можно через интернет, выбрав любую из них на странице:

NASA Live Venus Transit Webcasts.

Прямые трансляции из Новосибирска смотрим тут.

Подробности прохождения Венеры по диску Солнца
для наблюдателей Братска - здесь.

Обстоятельства видимости в других городах можно посмотреть
по этой интерактивной карте

Что может дать науке прохождение Венеры по диску Солнца

Венера, столь удачно названная в честь богини любви, подходит к нам ближе любой другой, светит ярче всех (после Солнца и Луны, конечно) и в то же время остаётся удручающе таинственной. Она окутана густыми облаками, за которые не может проникнуть взгляд астронома, и вплоть до середины прошлого века некоторые учёные верили в то, что под ними — вода и жизнь.

Космические корабли поставили крест на этой мечте. Выяснилось, что планету задушил углекислый газ, атмосферное давление близ поверхности в 90 раз больше земного, а средняя температура — 460 ˚C. Венера оказалась не богиней с картины Боттичелли, а femme fatale.

«После этого интерес к Венере стал угасать, — отмечает Хокан Сведхем из Европейского космического агентства. — Человечество переключилось на Марс, где вероятность обнаружения жизни более высока». За пару последних десятилетий люди отправили к Марсу 16 кораблей, а к Венере — всего два.

Но вскоре, пусть всего лишь на семь часов, ситуация резко изменится: 5 и 6 июня (в зависимости от вашего местоположения) Венера пройдёт перед солнечным диском. Подобные транзиты чрезвычайно редки, поскольку орбиты Земли и Венеры не лежат в точности на одной плоскости. Это явление наблюдалось только шесть раз, а следующее прохождение состоится 11 декабря 2117 года.

На этот раз астрономы попытаются определить состав атмосферы Венеры, как будто это экзопланета, проходящая между своей далёкой звездой и Землёй. Совпадут ли результаты с данными космических аппаратов? Покажет ли картинка, что на Венере не может быть жизни? Учёные не хотят обмануться при поисках пригодных для жизни планет за пределами Солнечной системы. «У нас было ощущение, что планеты, похожие на Землю размерами и орбитой, похожи на неё и наличием жизни, но Венера говорит, что это совсем не так», — подчёркивает Грегори Лафлин из Калифорнийского университета в Санта-Крусе (США).

Венерианские транзиты ходят парами. Первый из нашей теперешней пары имел место в 2004 году. Его наблюдали многие астрономы, но в основном просто для удовольствия. «Мало кто ожидал, что это мероприятие даст что-то новое науке», — вспоминает Томас Видеманн из Парижской обсерватории (Франция).

На этот раз всё иначе. Специалисты хотят выжать из данных всё, что можно. Интерес подогревается валом новооткрытых экзопланет. Если в 2004 году учёным было известно примерно 120 подобных объектов, то теперь благодаря американскому космическому телескопу «Кеплер», запущенному в 2009 году, количество кандидатов превышает 2 300.

Впрочем, транзит-2004 всё-таки кое в чём оказался полезным. С помощью двух спутников НАСА, предназначенных для изучения Солнца, Гленн Шнайдер из Аризонского университета (США) и его коллеги обнаружили, что светимость нашей звезды снизилась на 0,1% — в точном соответствии с размерами Венеры.

Паскаль Эдель из Астрофизической лаборатории Бордо (Франция) и его группа пошли ещё дальше. Они направили вакуумный телескоп в Тенерифе (Испания) на Венеру и проанализировали спектр солнечного света, прошедшего сквозь атмосферу планеты. Таким образом им удалось обнаружить там углекислый газ.

В целом оба исследования показали, что наши методы обнаружения и изучения экзопланет имеют смысл. Но, увы, такие наблюдения намного проще, ведь Венера — вот она, рукой подать, а экзопланеты слишком далеки, чтобы можно было рассмотреть их силуэт. Они регистрируются только по снижению светимости звезды. Для анализа атмосферы планеты надо сравнивать спектр звезды до и во время транзита. Но для этого требуются очень яркая звезда и планета с достаточно большой атмосферой, иначе детекторы ничего не заметят. Звёзды, которыми занимается «Кеплер», чересчур слабы, вот только «Хаббл» и «Спитцер» смогли измерить спектральные характеристики атмосферы нескольких тел, которые намного больше Земли.

Космические телескопы будущего (например, «Джеймс Уэбб», запуск которого запланирован на 2018 год) обещают быть более чувствительными, но измерения всё равно будут очень трудными, ведь лишь небольшая часть света звезды проходит сквозь атмосферу планеты, и её надо умудриться выделить на фоне остального сияния.

Любопытным методом попытались воспользоваться г-н Шнайдер и его коллеги. Они поняли, что наблюдения надо проводить в режиме «лоу-фай», и желательно, чтобы Венеру совсем не было видно. Поэтому они решили использовать в качестве зеркала поверхность Луны и измерить спектр солнечного света, отражённого от нашей соседки, до и во время транзита. К сожалению, состояние атмосферы над Аризоной оставляло желать лучшего. «Небо было ясным, но атмосфера оставалась мутной, — вспоминает г-н Шнайдер. — Нам не хватило чувствительности для определения транзита».

Ничто не должно помешать в этот раз. Группа астрономов планирует наблюдать Луну с помощью космического телескопа «Хаббл». Один из них, Альфред Видаль-Маджар из парижского Института астрофизики (Франция), имеет основания полагать, что проект увенчается успехом. В 2008 году он и его коллеги использовали Луну для измерения спектра земной атмосферы, когда наша планета проходила между Луной и Солнцем во время лунного затмения. Удалось измерить несколько ключевых газов, прежде всего молекулярный кислород и озон. Эти молекулы могут быть созданы в результате не только фотохимических реакций, но и жизнедеятельности. «Количество кислорода в земной атмосфере настолько велико, что трудно придумать этому чисто химическое объяснение», — подчёркивает г-н Видаль-Маджар.

У Венеры тоже есть озоновый слой, он лежит высоко над плотными облаками, и потому его можно будет обнаружить на этой неделе. Но мы и так знаем, что там примерно в 100 раз меньше озона, чем на Земле. Этого слишком мало для надежды на возникновение жизни. Таким образом, если транзитные измерения экзопланеты покажут много углекислого газа и мало кислорода или озона, это будет означать, что она больше похожа на Марс или Венеру, чем Землю. Или же на Землю какой та была 3,5–4 млрд лет назад — задолго до того, как Мировой океан приступил к активному поглощению углекислого газа и фотосинтезирующие организмы начали массовое производство кислорода и озона.

Так с какой же степенью уверенности мы после всего сказанного можем судить об обитаемости экзопланеты? «С очень небольшой, — говорит г-н Видаль-Маджар. — Но это только начало, первые шаги. Как только мы обнаружим углекислый газ и поймём, что переда нами — планета, напоминающая Венеру или раннюю Землю, можно начинать думать, какие наблюдения проводить в дальнейшем».

Венерианская арка, сфотографированная астрономом-любителем Андре Ронди близ Тулузы (Франция).

Транзит должен пролить свет и на тайны самой Венеры. В прошлый раз, когда планета начинала пересекать край солнечного диска, некоторые наблюдатели заметили слабую световую дугу на той стороне планеты, которая не лежала на солнечном диске. Это был солнечный свет, преломлявшийся в тех слоях атмосферы Венеры, которые лежат выше облаков. Паоло Танга из обсерватории на Лазурном берегу (Франция) и его коллеги смогли рассчитать, что это случилось на высоте 80–120 км. Увы, больше ничего узнать не удалось, потому что ореол специально никто не наблюдал.

На этот раз исследователи собираются более подробно изучить это явление, измерив крошечные изменения температуры в данном регионе. Результаты могут помочь объяснить странную динамику венерианской атмосферы. В облачном слое скорость ветра в 60 раз превышает скорость вращения планеты вокруг оси. Но выше ветра замедляются и на высоте 120 км меняют направление.

Изменение температуры воздуха и давления были замечены на Венере европейским зондом Venus Express, который вышел на её орбиту в 2006 году. Но секрет пока не раскрыт — возможно, из-за того, что аппарат не способен провести измерения в нескольких местах одновременно. Это всё равно что судить о земной атмосфере, получив данные о состоянии погоды в Москве, а на следующий день — в Воронеже.

Транзит должны пролить свет на то, как эти изменения связаны друг с другом, поскольку ореол охватывает атмосферу на всех широтах. Можно будет измерить температуру от одного полюса до другого.

Другие группы планируют воспользоваться приближением Венеры к Земле во время транзита, дабы отправить к ней радиолокационные сигналы с помощью радиотелескопа обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико. Сигналы пронзят облака, достигнут поверхности планеты, отразятся, и исследователи во главе с Брюсом Кэмпбеллом из Смитсоновского института (США) сравнят новые показания с полученными в 1988 году.

Эта технология способна зарегистрировать изменения в пределах нескольких сантиметров, что поможет понять, где за прошедшие 24 года происходили извержения вулканов. Поверхность планеты в основном покрыта лавой, застывшей не более 700 млн лет назад. Вопрос о современном вулканизме на Венере остаётся дискуссионным. Между тем Венера начинала свою жизнь примерно с тем же количеством внутреннего тепла, что и Земля. Что заставило растерять его так быстро?

В заключение хочется позавидовать современным учёным, которые могут смотреть на Венеру практически с любой удобной точки. Французский астроном Гийом Ле Жантиль провёл более одиннадцати лет вдали от дома в поисках подходящего места для наблюдений во время транзитов 1761 и 1769 гг. Когда он вернулся, родственники уже объявили его умершим и собирались приступить к разделу имущества, а его место в Академии наук получил другой.

 

 

 

подготовлено по материалам NewScientist и открытых источников – FOX