Venere percorre la sua orbita in 224,7 giorni terrestri (rivoluzione siderale) ritrovandosi fra la Terra e il Sole ogni 584 giorni (rivoluzione sinodica). Tale posizione viene indicata con il nome di congiunzione inferiore (mentre la posizione opposta, T-S-V, viene detta congiunzione supeririore).
Se i piani orbitali dei due pianeti coincidessero Venere sarebbe visto transitare sul Sole con tale frequenza ma, poiché i suddetti piani formano tra loro un angolo di circa 3.5 gradi, i transiti possono avvenire ogni qualvolta, alla congiunzione inferiore, i tre astri si trovano contemporaneamente sulla retta secondo cui tali piani si intersecano (linea dei nodi), il che avviene, considerato anche il lento spostamento nello spazio cui la stessa linea è soggetta nel corso della rivoluzione annua, 4 volte ogni 243 anni: entro tale intervallo di tempo si verificano due coppie di eventi distanziate alternativamente di 121.5 e 105.5 anni; all'internao di una coppia i due eventi sono distanziati di 8 anni (121.5 + 8 +105.5 + 8= 243 anni, intervallo di tempo chiamato anche SAROS VENUSIANO per la sua analogia con il ciclo delle eclissi): quello del 2004 sarà seguito dall'evento del 2012; poi dovranno trascorrere 105.5 anni perchè sia possibile osservare un nuovo transito (2117) seguito da un successivo a distanza di 8 anni (2125) ed infine, dopo altri 121.5 anni (2247) avrà inizio la successiva coppia.
Poichè quello del 2012 sarà solo parzialmente visibile dall'Italia, la prossima occasione favorevole, come quella del 2004, sarà solo nel 2147 !
Affinché si verifichi un transito non è tuttavia necessario che i due pianeti siano rigidamente allineati ma è sufficiente che , Venere, visto dalla Terra, non si discosti più di 4°.7 in longitudine da uno dei suoi nodi. In corrispondenza di tale angolo limite avviene un passaggio radente del pianeta sul Sole, come quello verificatosi il 7 dicembre 1631 .
Nella storia dell'astronomia, alla vigilia di quello imminente del 8 giugno 2004, sono stati osservati 5 transiti di Venere (1639, 1761, 1769, 1874 e 1882).Quello del 7 dicembre del 1631, previsto da Keplero nel 1629, poco prima della sua morte (1630), fu atteso invano dall'astronomo francese Gassendi dato che in Europa fu radente e pertanto non visibile. In quell'anno tuttavia Gassendi potè osservare quello di Mercurio (7 novembre), anch'esso previsto da Keplero prima della sua morte.
Sarebbe
stato necessario attendere altri 8 anni,fino al 1639, perchè
venisse effettuata la prima osservazione di questo fenomeno all'epoca tanto
atteso ed importante per la determinazione della parallase solare ( angolo sotto
il quale, dal centro del Sole, è visto il raggio equatoriale della Terra quando
questa si trova alla distanza media dal Sole.) e per il successivo calcolo
dell'uinità astronomica (distanza medie Terra-Sole, il cui valore
adottato dall’International Astronomical Union nel 1976 è di 149
597 870 Km.
Fu il giovane astronomo inglese Jeremiah Horrocks (1619-1641) a prevedere, sulla base di effemeridi da egli stesso compilate, peraltro abbastanza in accordo con le famose Tavole Rudolfine di Keplero, a prevedere che sarebbe stato possibile osservare Venere sul disco solare il 4 dicembre di quell'anno.
Forse la casa dove Horrocks osservò il transito del 1639
Una vetrata della chiesa di S. Michele dove è raffigurato Horrocks che osserva l'immagine del disco solare proiettata su un foglio di carta.
Trattenuto da inderogabili impegni nella chiesa del villaggio di Hoole a 15 miglia da Liverpool, dove visse dal giugno 1639 fino all'aprile 1640, Horrocks potè scrutare il Sole in modo discontinuo durante la mattina, dal sorgere fino alle nove e da poco prima delle dieci fino a mezzogiorno, senza osservarvi alcunchè di "nuovo" . Solo nel pomeriggio, dopo avere adempiuto ai suoi uffici, poco dopo le 15, potè proseguire per tutta la mezz'ora successiva, fino al tramonto, le sue osservazioni i cui risultati furono pubblicati nell'opera Venus in Sole visa (il link rimanda ad una parte del suo resoconto dal quale affiorano il rapimento, l'emozione e la passione con cui questo giovane astronomo ha seguito l'evento). Determinò anche il diametro apparente del pianeta ( 1'10" ), circa 30 volte più piccolo di quello del Sole, deducendo per la parallasse solare il valore di 14''.
In realtà tale valore, discendente anche dalla convinzione di Horrocks che i diametri dei pianeti fossero prporzionali alle loro distanze, si discosta notevolmente da quello vero pari a 8.794148" ± 0.000007".
Morì pochi mesi dopo, a soli 22 anni, avendo attraversato la vita terrena come una meteora e, per dirla con lo storico dell'astronomia Bailly, essendo apparso sulla terra solamente per vedere il passaggio di Venere.
Nel 1671 il grande astronomo inglese Edmond Halley, essendosi recato nell'isola di S. Elena per osserevare il transito di Mercurio, stimò la parallasse solare in 45''. Consapevole del suo errore, ritenne che l'osservazione di un transito di Venere avrebbe potuto migliorare la precisione del calcolo. Sviluppò così un metodo di calcolo della parallasse basato non tanto sulla precisione delle coordinate geografiche dei punti di osservazione quanto su quella del tempo locale: dai tempi di ingresso e di uscita potrà essere calcolate anche l'esatta lunghezza della corda tracciata dal pianeta sul disco solare. L'osservazione da due punti diversi, sufficientemente lontani, consentirà altresì di misurare la separazione angolare delle due corde e da questa di risalire ad un valore della parallasse con l'accuratezza di 1 parte su 500. Halley concludeva incitando le future generazioni a seguire i transiti di Venere "perché le immensità delle sfere celesti, circoscritte in limiti più precisi, possano alla fine procurare loro la gloria e una fama eterna".
Per il transito del 1761 (6 giugno) furono organizzate diverse spedizioni (Siberia, isola di Rodrigue nell'oceano Indiano,India (Pondicherry), isola di S.Elena, Sumatra....). Il fenomeno fu osservato anche in Europa: a Parigi nel palazzo del Lussemburgo (dove per la prima volta venne osservata la black drop),in Inghilterra,a Roma, Bologna, Firenze..). Eventi politici e avversità meteorologiche ne condizionarono in parte gli esiti.
Tuttavia ci si avvicinò sempre di più al valore reale della parallasse solare: il risultato migliore fu quello dell'inglese Short che trovò il valore di 8.6", anche se contestato da Pingré ( 9.5"÷11” ) per il modo spesso arbitrario con cui era stato ottenuto. Lalande, con il metodo di Halley, aveva trovato un valore vicino a 9.5”, lo stesso trovato un secolo prima da Giovan Domenico Cassini.
Nel transito del 1769 (3 giugno) fu ampiamente messa a frutto l'esperienza maturata in quello precedente. Fra le spedizioni più importanti quella della Royal Society a Tahiti ( Matavai Bay ) affidata al capitano James Cook e all'astornomo Charles Green.
Francobollo commemorativo della spedizione di Cook
Altre spedizioni, in Lapponia (svedesi,danesi,russi), San José del Cabo, California (Francia, affidata all'abate Chappe), isola di di Wardhus, nella parte più settentrionale del continente europeo (Danimarca, affidata al gesuita Hell). In Europa, nei principali paesi, fu possibile osservare solo il primo contatto con il Sole prossimo al tramonto (in Italia e Spagna il primo contatto si è verificò con il Sole già a 3 gadi sotto l'orizzonte).
Non
tutte le spedizioni ebbero fortuna: quella dell'abate Chappe, dopo
l'osservazione del transito, incappò in un' epidemia di tifo che la decimò; lo
stesso Chappe morì il 1° agosto all’età di soli 41 anni.
A bordo dell'Endeavour, la nave capeggiata da Cook, scoppiò il colera che uccise parecchi componenti della spedizione, compreso Charles Green che morì dopo atroci sofferenze. Il 15 luglio 1771 l'Inghilterra, ormai convinta della sua perdita, vide rientrare l'Endeavour.
La storia più toccante è senz'altro quella del francese Le Gentil che, amareggiato per non aver potuto vedere il transito del 1761, aveva deciso di restare in quei mari per attendere Venere nel 1769 ! Dopo lunnghe peregrinazioni raggiunse Pondicherry in India dove, grazie agli aiuti economici del governatore della regione, riuscì a costruire un osservatorio sulle rovine di un vecchio forte militare, ma la fortuna non era certamente dalla sua parte: poco prima dell'alba del 3 giugno sulla regione si abbatté una violentissima tempesta che mandò in frantumi il suo sogno. Il suo commento fu: "questa è la sorte che tocca sovente gli astronomi. Ho fatto più di diecimila leghe… mi sono esiliato dalla mia patria e tutto questo per essere spettatore di una nuvola fatale, che coprì il Sole nel momento esatto dell’osservazione, per togliermi il frutto delle mie pene e delle mie fatiche." Il suo ritorno in patria avvenne dopo 11 anni e 6 mesi di disavventure e delusioni.
Da questo transito, in cui sono stati coinvolti circa 150 astronomi dislocati in 77 diversi punti di osservazioni,si ottennero valori più precisi della parallasse solare: colmetodo di Halley e in base ai dati di Chappe, Dymond e Wales, Green e Cook, Planman e Hell, secondo Lalande si perveniva al valore medio di 8.5" (errato di un fattore 0.3" secondo Pingré; l'inglese Thomas Hornsby ottenne il valore 8.84" vicino a quello di Pingrè e di Dionis Du Séjour, peraltro abbastanza vicino a quello ottenuto nel 1761 (8.82").
S. Newcomb, Popular Astronomy: visibilità del transito del 1874
Il transito del 1874 (9 dicembre) è caratterizzato dalla comparsa di nuovi metodi di osservazione per la determinazione della parallasse solare: si tratta dei metodi fotografico, eliometrico e spettroscopico. Il primo faceva uso di lastre impregnate con resine fotosensibili (dagherrotipi) o delle cosiddette lastre secche, più sensibili e pratiche rispetto alle precedenti; il secondo utilizzava l'eliometro e si basava sulla misurazione della distanza del centro di Venere da quello del Sole durante il transito; il terzo faceva usa di un spettroscopio la cui fenditura regolabile veniva posizionata tra i lembi del Sole e di Venere al fine di determinare con precisione l'istante dei contatti esterni.
La Francia
finanziò 6 spedizioni dislocate nella zona di visibilità da Pechino, Yokohama
e Saigon,nell'emisfero boreale, all’isola di Campbell, di Saint-Paul e Noumea,
in quello australe. Nell'isoola di Saint-Paul, per la prima volta, è stato
possibile osservare,con il rifrattore di 20 cm, l'atmosfera di Venere mentre
metà del pianeta ere ancora esterna al disco solare; ecco il commento di Mouhez
all'osservazione del fenomeno: "un quarto d’ora dopo il primo
contatto, quando la metà del pianeta era ancora fuori dal Sole, improvvisamente
percepii tutto il disco intero di Venere, circondato da una debole
aureola".
Pietro Tacchini Angelo Secchi
L'italia partecipa con una importante spedizione a Muddapur nel golfo del Bengala, guidata dall'astronomo Pietro Tacchini dell'Osservatorio di Palermo, affiancato da padre Angelo Secchi. Corposa la strumentazione: cinque cannocchiali acromatici (aperture da 95 a 162 millimetri), spettroscopi, termometri, barometri, cronometri, ecc. Per l'osservazione dei contatti la spedizione si propone di fare uso della tecnica spettroscopica, in cui allora l'Italia era all'avanguardia per quanto concerne la sua applicazione alle osservazioni solari.
I primi due contatti attraverso la fenditura dello spettroscopio di Tacchini e Secchi
Durante l'osservazione allo spettroscopio Tacchini notò, un istante prima che il disco di Venere entrasse nel Sole, una modificazione dello spettro solare che si oscurava nelle righe C (Hα a 6563 Å) e B (O2 a 6867 Å) mentre la riga D rimaneva inalterata. Tacchini intuì che il fenomeno era provocato dall'assorbimento della luce da parte dell'atmosfera di Venere, che immaginò in gran parte costituita da vapore acqueo. Questa "osservazione" dell'atmosfera venusiona si affianca, superandola per genialità, a quella francese di Mouchez.
La Germania organizzò sei spedizioni con lo scopo di applicare tutti i metodi principali per l'osservazione del transito.
L'Inghilterra posizionò 3 stazioni di osservazione alle Hawii e 2 nell'isola di Kerguelen, nell’Oceano Indiano meridionale.
Gli Stati Uniti organizzarono otto spedizioni di cui tre nell’emisfero boreale, Vladivostok, Nagasaki e Pechino, e cinque in quello australe,due in Tasmania,e le tre rimanenti all' isola di Kerguelen, in NUova Zelanda e alle isole Chatham.
In termini di risultati c'è da dire che il valore della parallasse solare acquisito nel corso di questo transito varia dagli 8.76" di Airy (media pesata di tutte le coppie di valori) ai 9.17" , evidenziando differenze non trascurabili fra le misure fino a circa 1/8 del valore reale. Un buona sostanza si accerta che i transiti di Venere, erano inadeguati per il calcolo accurato della parallasse solare: la presenza della black drop, l'atmosfera di Venere ed il fatto che nelle microfotografie il bordo solare apparisse sfumato e indistinto rendevano pressoché impossibile la determinazione degl'istanti esatti dei contatti.
ll transito del 1882 (6 dicembre) interessò l'Oceano Pacifico, dalle coste occidentali del Nord America, all'America meridionale fino alla Nuova Zelanda (oltre 68° di latitudine sud). Dall'Europa è stato possibile osservare solo l'ingresso di Venere al tramonto del Sole. Nel 1881 fu indetta a Parigi una conferenza per organizzare a livello internazionale le osservazioni dell'anno successivo. Gli undici paesi partecipanti si impegnarono come segue: Argentina due stazioni: Brasile 5; Francia 10; Germania 3; Gran Bretagna 9; Spagna 2; Cile, Danimarca, Olanda, Messico e Portogallo 1. Nessun impegno pervenne da parte di Austria, Italia e Stati Uniti che peraltro non acvevano partecipato alla conferenza. Il Belgio organizzò due spedizioni ,nel nord e nel sud America; in quella di Santiago del Cile, diretta da Charles Lagrange e Joseph Niesten, venne utilizzato per le osservazioni anche l'eliometro a obiettivi ineguali con cui Niesten effettuò le sue misure eliometriche proiettando un'immagine del Sole di 15 cm di diametro su di uno schermo solidale con lo strumento: stimò un valore di 606 unità la distanza fra i centri di Venere e del Sole.
L'eliometro a obiettivi ineguali e le osservazioni della spedizione belga
Durante l’uscita di
Venere, vide l’atmosfera illuminata del pianeta e, un minuto dopo, un
legamento grigiastro che lo univa al bordo del Sole.
Ad Haiti d'Aabbadie, utilizzando un rifrattore da 21 cm con l'Obiettivo semiargentato, durante la fase di ingresso vide tutta la parte del pianeta che ancora non era entrata, circondata da un croissant di luce color grigio perla, della larghezza massima di 2”.
Di questo transito esistono ancora 11 lastre usurate esposte dagli osservatori americane, recentemente restaurate e sottoposte anche ad elaborazine digitale per mostrare l'effetto della diffusine della luce provocato dall'atmosfera Venusiana. E' stata altresì realizzata una pur parziale animazione del transito.
Lastra originale - Vassar College, Hudson Valley – New York
Nelle elaborazioni è visibile la diffusione della luce provocata dall'atmosfera di Venere
In Europa, Italia compresa, a causa del maltempo, le osservazioni furono povere di risultati. A Milano era impegnato Schiaparelli; a Pino torinese Alessandro Dorna(che vide lablack drop).
Le osservazioni di Alessandro Dorna
Pietro Tacchini, che fece le sue osservazioni al Collegio
Romano dove nel 1879 era succeduto come direttore a padre Angelo Secchi, con il
grande rifrattore Merz di 25 cm e uno spettroscopio a reticolonel quale
risaltava bene la cromosfera solare. Alle 2h 44m, Tacchini
dichiara: vidi il bordo del pianeta sulle punte delle vive fiammelle
cromosferiche. Inoltre, come già gli era accaduto nel 1874, scorge
l’atmosfera di Venere, che così descrive:
poco prima dell’ingresso e subito dopo l’uscita del pianeta dalla fessura dello spettroscopio, le bande oscure intorno alla riga B e alla C, prodotte dall’atmosfera del pianeta, di costituzione analoga alla terrestre, che appunto produce col vapor d’acqua assorbimenti analoghi della luce solare in quelle regioni dello spettro.
La detrminazione della parallasse solare attraverso l'individuazione dell'istante esatto dei dei contatti, non trasse vantaggi in occasione di questo transito,dato che la differenza massima della durata del passaggio raggiunse i 16 minuti contro i 26 del 1874. Il belga Houzeau,primo a pubblicare i risultati dell calcolo, trovò il valore 8.911"±0.084",ossia una distanza media Terra-Sole uguale a 23147 raggi terrestri, con un errore probabile di ±218 raggi terrestri, (circa 1 milione di chilometri su 147 milioni).
Alla vigilia del nostro transito è bene ricordare le parole che nel 1883 Blanchard, allora presidente dell’Académie des Sciences, rivolse alla nostra generazione:
Io ho fiducia che nel XXI secolo, nell’anno 2004, allorché si rinnoverà il fenomeno del passaggio di Venere davanti al Sole, gli astronomi dell’epoca renderanno omaggio agli osservatori del 1874 e del 1882, che avranno lasciato numerosi documenti ed elementi di confronto di una rigorosa precisione.
E' con questo spirito che, non solo gli astronomi professionisti, ma anche i semplici appassionati osservatori della volta celeste e dei suoi fenomeni, si accingono trepidanti ad assistere allo spettacolo del prossimo 8 giugno.
