ASTRO Asociación Salvadoreña de Astronomía

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El Tránsito de Venus del 5 de junio 2012. El próximo 5 de junio, el planeta Venus pasará frente al disco del Sol en su segundo y último tránsito para el siglo XXI. Será hasta diciembre de 2117 que vuelva a ocurrir este tipo de eventos, por lo que se puede calificar como algo de una vez en la vida. La imagen de abajo es del tránsito de Venus del 8 de junio de 2004.

¿Qué es un tránsito?

Se le llama así al paso de un planeta, que se halla en una órbita interior, frente al Sol, de manera similar a cuando la Luna pasa frente a él causando un eclipse. En el caso de un tránsito, el tamaño aparente del planeta es muy pequeño para cubrir al Sol, pero la

mecánica es similar a estos eventos.Desde nuestro planeta es posible observar los tránsitos de dos planetas: Mercurio y Venus. Los tránsitos ocurren bajo las siguientes circunstancias:

El planeta transitando se encuentra en su conjunción inferior.

El planeta se encuentra cerca de uno de los nodos de su órbita.

¿Qué es una conjunción inferior?

Se le llama conjunción inferior, a aquella ubicación del planeta cuando está entre el Sol y la Tierra. Como las órbitas tanto de Mercurio como de Venus están ligeramente inclinadas respecto a la eclíptica, existen también líneas de nodos para estos planetas, y cuando la Tierra, el planeta y el Sol se colocan cerca de esa línea, puede ocurrir un tránsito. También debido a esa inclinación orbital, no siempre que hay una conjunción inferior ocurre un tránsito.

¿Qué es un nodo?

Cuando se toma como referencia el plano orbital de la Tierra, resulta que las órbitas de los demás planetas no coinciden con dicho plano. Si se trazan los dos planos, el de la órbita del planeta y el de la Tierra, aparece una línea de intersección entre los dos planos. Esa línea se conoce como la línea de los nodos.Existe un nodo ascendente, cuando el planeta pasa de abajo hacia arriba del plano de la eclíptica, y un nodo descendente cuando el movimiento va de arriba hacia abajo.En el caso de Venus, su nodo ascendente se encuentra actualmente frente a la posición que ocupa la Tierra alrededor del 10 de diciembre, y el descendente en la posición que tiene alrededor del 7 de junio.

La órbita de Venus está inclinada 3.4° respecto a la eclíptica, y cuando se encuentra en conjunción inferior, su tamaño aparente puede llegar hasta los 66”, si además se encuentra en su afelio. Para el tránsito de este año, el tamaño aparente de Venus será casi

de 58”.

¿Cada cuánto ocurren estos tránsitos de Venus? De los dos planetas interiores, Mercurio es el que produce tránsitos más frecuentes: en promedio, 13 veces en un siglo. El último de ellos ocurrió el 8 de noviembre de 2006, y el próximo ocurrirá el 9 de mayo de 2016.Los tránsitos de Venus, a diferencia de los de Mercurio, ocurren en ciclos de 243 años, divididos en períodos de 8, 121.5, 8 y 105.5 años.

 El esquema de arriba muestra cómo están distribuidos los tránsitos de Venus que han ocurrido a los largo de la época telescópica y algunos futuros. El tránsito del 2012 comparte los mismo parámetros que el de 1769, y con el futuro de 2255.

Esta distribución en el tiempo ocurre de esta manera debido a que los períodos orbitales de Venus y la Tierra se encuentran en una resonancia de 8:13. Esto significa que cuando la Tierra completa 8 de sus órbitas, Venus completa 13; o, de manera más amplia, 243 períodos siderales de traslación de la Tierra, equivalentes a 88,757.3 días, son casi iguales a 395 períodos siderales de traslación de Venus (224.701 días), o sea: 88,756.9.Así, después de este período, la Tierra y Venus han vuelto casi al mismo punto de sus respectivas órbitas.

De hecho, ocurre una conjunción inferior de Venus, visto desde la Tierra, cada 1.6 años terrestres (583.9 días), aproximadamente. Lo que significa que en 8 años, Venus pasa frente al Sol cinco veces, pero debido a la inclinación de su órbita, la mayoría de las conjunciones inferiores de Venus no producen un tránsito porque el planeta pasa muy por

debajo o por encima de la eclíptica.

 Tránsitos de Venus 1600 - 2200

La tabla de arriba muestra los tránsitos de Venus entre los años 1600 y 2200. Durante el período de 6000 años que va del 2000 AEC al 4000 EC, ocurren 81 tránsitos.El patrón de 105.5-8-121.5-8 años no es el único que puede ocurrir dentro del ciclo de 243 años, debido a la ligera discordancia en los tiempos en los que la Tierra y Venus llegan al punto de conjunción.Antes de 1518, el patrón de los tránsitos era de 8, 113.5 y 121.5 años; y antes del tránsito del año 546 E.C., la brecha de 8 años estaba separada por 121.5 años.El patrón actual continuará hasta el año 2846, cuando será reemplazado por una secuencia de 105.5, 129.5, 8. Así, el ciclo de 243 años es estable, pero el número de tránsitos y sus tiempos dentro del ciclo variarán a lo largo del tiempo.

La Serie de los Tránsitos.

De los 81 tránsitos que ocurren en los seis milenios entre el 2000 AEC y el 4000 EC, 44 ocurren en el nodo descendente (junio) y 37 en el nodo ascendente (diciembre).Una forma útil de organizar los tránsitos es en series, donde cada miembro está separado del otro por 88,756 días (243 años). Así, el tránsito de 2012 está en la misma serie que el de 1769 y el de 2255 (Serie 5).Tales series son de duración muy larga y pueden durar 5000 años o más.

Por ejemplo, la serie 4 (en el nodo ascendente de diciembre) comenzó en el 1764 AEC y durará hasta el 2854 EC. (un tránsito rasante) para un total de 20 tránsito en un período de 4617 años.Estas familias de tránsitos son el equivalente a las series Saros de los eclipses solares y lunares.

Por ejemplo, la serie 4 (en el nodo ascendente de diciembre) comenzó en el 1764 AEC y durará hasta el 2854 EC. (un tránsito rasante) para un total de 20 tránsito en un período de 4617 años.Estas familias de tránsitos son el equivalente a las series Saros de los eclipses solares y lunares.

Desplazamiento de la línea de nodos.

La posición de los nodos orbitales de Venus con respecto a la Tierra está cambiando lentamente con el tiempo. Hace 5000 años, los tránsitos ocurrían alrededor del 21 de mayo y el 19 de noviembre. Actualmente ocurren alrededor del 7 de junio y del 9 de diciembre. Dentro de 1500 años, los tránsitos ocurrirán durante los solsticios terrestres, el 21 de junio y el 22 de diciembre.A lo largo de un período de aproximadamente 80,000 años, las fechas de los tránsitos habrán migrado hacia adelante un ciclo completo a través de las estaciones.

Historia de los tránsitos.

La primera observación conocida de un tránsito de Venus fue realizada por Jeremiah Horrocks en Inglaterra, el 4 de diciembre de 1639 (el 24 de noviembre en fecha del

calendario juliano, en uso en Inglaterra en esas épocas). Su amigo, William Crabtree también observó el tránsito cerca de Manchester.

 Kepler había predicho tránsitos en 1631 y 1761, y uno que apenas fallaría para 1639.Horrocks corrigió los cálculos de Kepler y se dio cuenta que los tránsitos ocurrirían en pares separados 8 años, y así predijo el tránsito de 1639, el cual pudo observar proyectando la imagen del Sol, apenas media hora antes que éste se ocultara.La observación de Horrocks le permitió hacer una estimación bien sustentada del tamaño de Venus, así como una de la distancia entre la Tierra y el Sol, con un valor de 95.6 millones de km, dos tercios de la distancia real, pero mucho mejor que los estimados de la época.Luego de Horrocks, fue el matemático escocés James Gregory quien sugirió que las observaciones de los tránsitos de Mercurio, desde lugares bien espaciados en la Tierra, podían usarse para estimar el paralaje solar y el valor de la unidad astronómica.En 1678, Edmund Halley propuso que una mejor estimación de esto podría hacerse observando el tránsito de Venus, aunque tal evento no ocurriría sino hasta 1761, fecha para la cual, Halley ya había fallecido.

Sin embargo, en 1761 se realizaron varias expediciones para recopilar los datos necesarios para los cálculos sugeridos por Halley. El primer ejemplo de una colaboración científica internacional.Iguales esfuerzos se hicieron para el tránsito de 1769, siendo notable la expedición del capitán Cook a Tahití para observar el tránsito desde un sitio que desde entonces se conoce como Punta Venus.El caso más desafortunado fue el del astrónomo Guillaume Le Gentil, quien viajó a la India, pero debido a las malas condiciones del clima falló en observar los dos tránsitos de ese par. A su regreso a Francia se dio cuenta que su esposa lo había dado por muerto, se había vuelto a casar, y sus parientes se había apropiado de todos sus bienes.En 1771, usando los datos recopilados en los tránsitos de 1761 y 1769, el astrónomo francés Jérôme Lalande calculó que la unidad astronómica tenía 153 millones de kilómetros (± 1 millón km). La precisión fue menor a la esperada debido al llamado efecto de la gota negra, pero era una mejora considerable sobre la estimación previa de Horrocks

1874 y 1882

 Las observaciones de los tránsitos de 1874 y 1882 permitieron refinar más este dato.El astrónomo norteamericano Simon Newcomb combinó los datos de los últimos cuatro tránsitos y llegó a un valor de 149.59 millones de km (±0.31 millones km). Las técnicas modernas, tales como el uso de telemetría por radio de sondas espaciales, y mediciones con radar de las distancias a planetas y asteroides han permitido obtener una estimación

del valor de la Unidad Astronómica con una precisión de ±30 metros, por lo que se ha descartado ya el uso del paralaje.

2004 y 2012.

 Como el de 2004, el tránsito de 2012 proporcionará numerosas oportunidades de investigación científica.

Las mediciones en la caída del brillo de una estrella por el tránsito de un planeta conocido frente al Sol, puede ayudar a la identificación de exoplanetas.

Las mediciones del diámetro aparente de Venus durante el tránsito, darán una idea a los científicos de cómo estimar el tamaño de exoplanetas.

La observación de la atmósfera de Venus para obtener nueva información sobre la climatología del planeta.

El Hubble usará a la Luna como un espejo para estudiar la luz que rebota en Venus y determinar la composición de su atmósfera. Esta técnica también se podrá usar para el estudio de exoplanetas.

Curiosidades.

- Algunas veces, Venus sólo roza al Sol, y es posible que en algunas áreas de la Tierra se vea un tránsito completo y en otras uno parcial. El último tránsito de este tipo ocurrió en diciembre 16, 1631 y el siguiente de tal tipo ocurrirá el 13 de diciembre de 2611.- También es posible que un tránsito se vea parcial desde unas zonas de la Tierra y desde otras no ocurra del todo. El último de ese tipo ocurrió el 19 de noviembre de 541 EC y el siguiente ocurrirá el 14 de diciembre de 2854.- Puede ocurrir un tránsito de Mercurio y uno de Venus simultáneamente, pero es algo extremadamente infrecuente. El último ocurrió el 22 de septiembre de 373,173 AEC y el próximo ocurrirá el 26 de julio de 69,163 y de nuevo el 29 de marzo de 224,508.- La ocurrencia simultánea de un eclipse solar y un tránsito de Venus es actualmente posible, pero muy rara. El siguiente eclipse solar ocurriendo durante un tránsito de Venus será el 5 de abril de 15,232 EC., y la última vez que ocurrió fue el 1 de noviembre de 15,607 AEC.- Es de notarse que al día siguiente del tránsito del 3 de junio de 1769 hubo un eclipse total de Sol el cual fue visible en Norteamérica, Europa y el Norte de Asia.

¿Dónde se podrá ver el tránsito?

Fuente del gráfico: Sky&Telescope.com

Los eventos durante un tránsito están caracterizados por sus contactos, similares a los de un eclipse.- El contacto I ocurre cuando el planeta es externamente tangente al disco solar. Luego de esto el planeta aparece formando una muesca en el borde del Sol.- El contacto II ocurre cuando el planeta es internamente tangente al Sol. os contactos I y II marcan el ingreso del planeta.- Venus tardará unas 6 ½ horas en cruzar el disco solar.- El contacto III está marcado, de nuevo, por la tangencia interna del planeta en el borde de salida.- El contacto IV es cuando el planeta ha salido completamente del disco solar, y marca el final del tránsito.Acá en El Salvador sólo podremos ver los contactos I y II y parte del desplazamiento de Venus a través del Sol, pues desde nuestra ubicación, el Sol se pondrá antes que se llegue al máximo del tránsito. La tabla de la derecha muestra los momentos de cada contacto en horario de El Salvador.

La siguiente gráfica, tomada del sitio de eclipses de la NASA, muestra la geometría del tránsito. Tome en cuenta que la posición del Norte al momento de inicio del evento será a la derecha, no arriba como lo indica la figura.

El efecto de la gota negra.

  El llamado efecto de la gota negra es una aparente fusión del borde de Venus y del Sol durante un tránsito. Este efecto es provocado por un defecto óptico inherente a los instrumentos con los que se observa el evento (conocido como empañamiento) y al hecho que el Sol no tiene un borde sólido definido, y las capas de gas por la que vemos en ese momento son más opacas al estar más frías que el resto del disco.Antes se pensaba que era un efecto de la atmósfera terrestre, pero el efecto aparece también en imágenes tomadas desde el espacio.

¿Cómo observarlo?

La observación de un tránsito debe hacerse con las mismas precauciones (sino más) que las que se toman cuando se observa un eclipse solar.

Dado que el Sol no disminuye su brillo en ningún momento, debido al tamaño aparente de Venus contra su disco, es necesario utilizar métodos seguros para verlo.Algunos de ellos son los siguientes, y si Ud. no puede acceder a ninguno de éstos, NO INTENTE VERLO POR SU CUENTA:

1. Uso de gafas para eclipses o filtros de soldador #14.

2. Proyección con agujero fino.

3. Proyección de imagen con un telescopio sobre una superficie blanca.

4. Pantallas de proyección adaptables a los oculares de un telescopio.

5. Filtros solares de polímero negro, Mylar aluminizado o de vidrio metalizado que se adaptan directamente frente al telescopio o binoculares. Telescopio Solar H-Alfa.

6. Observación del evento en línea por Internet.

La forma más simple es utilizar gafas especiales como las que se usan para ver eclipses, y que se consiguen a través de internet o los clubes de astronomía locales. Estas están fabricadas con polímero negro, y proporcionan una imagen color amarillo del Sol, aunque algunas veces se nota un halo alrededor del Sol debido a la dispersión de la luz.

 También, un trozo de filtro verde para soldador, del número 14, es adecuado. Hay que aclarar que este último debe usarse con precaución, pues si bien disminuye la luz visible, no hace lo mismo con la luz infrarroja, por lo que hay que evitar ver a través de él por mucho tiempo.Descarte las gafas de Sol.

La Proyección de Agujero Fino. Se basa en el principio de la cámara obscura. Una forma práctica es forrar de negro un espejo y proyectar el reflejo en una habitación oscura.

 En este caso, se ha forrado un espejo con cinta negra, dejando una ventana de 5 mm x 5 mm, la cual produce una buena imagen del Sol a unos 30 m de distancia. El espejo puede colocarse sobre un soporte de tal manera de seguir al Sol. La pantalla de proyección debe estar en un lugar bajo sombra. Este método es excelente para que muchas personas puedan ver el evento a la vez.

Proyección con un telescopio. Este método funciona mucho mejor si se usa un telescopio refractor. Se trata de proyectar la imagen que sale del ocular del telescopio sobre una superficie blanca. El cuidado que hay que tener es que no se debe dejar desatendido el telescopio para evitar que cualquier curioso ponga su ojo directamente sobre el ocular. Los telescopios reflectores como los newtonianos y catadióptricos, no son adecuados debido al peligro que representaría un sobrecalentamiento del secundario, a menos que haya suficiente ventilación, como se muestra en una de las fotografías de abajo.

 Las Pantallas de Proyección, como el llamado embudo solar, son una forma muy ingeniosa de observar eclipses y tránsitos, y se puede usar con telescopios refractores o newtonianos. Si se quiere hacer uno, puede ir al siguiente enlace donde encontrará los planos para su fabricación.

 Los filtros solares frontales para telescopios y binoculares son de las formas más seguras. En este caso, el filtro se coloca en la abertura frontal del equipo. El material del filtro permite filtrar más del 99.99% de la luz visible y casi toda la radiación infrarroja. Los filtros pueden ser de Mylar aluminizado, poliéster metalizados, polímero negro, o de vidrio metalizado. La imagen del Sol puede verse amarilla, blanco azulada, o azul, dependiendo del material del que está hecho el filtro.

 

Una opción más cara, pero que proporciona imágenes fantásticas, son los PST de la marca Coronado (valga el comercial) o de otras marcas. en estos telescopios, la luz del Sol pasa por una rejilla de difracción y es filtrada de tal manera que sólo pasa un color de la luz visible, el que corresponde a la emisión roja del hidrógeno (H-Alfa). Esto permite observar detalles en la superficie del Sol, así como las prominencias, y claro, la silueta de Venus transitando el Sol.

También se puede seguir por Internet. Muchos observatorios estarán transmitiendo en vivo el evento. Luego agregaremos acá algunos enlaces por si lo quiere seguir desde la comodidad de su casa.

¡A prepararse!