Tranzit (astronomie)

Tranzit je v astronomii , průchod z nebeského objektu mezi pozorovatelem a jiným objektem. Zdá se, že první objekt se pohybuje před druhým.

Pokud není stanovena poloha pozorovatele, je pozorovatel implicitně na Zemi .

Definice

Termín „tranzit“ se používá v případech, kdy má nejbližší objekt zdánlivý průměr výrazně menší než vzdálenější objekt. Když má vložený objekt úhlový průměr větší než druhý, je to jev zákryt . Pokud je pozorovatel ponořen do stínu přechodového objektu, jedná se o zatmění . Když je úhlový průměr nejbližšího objektu menší, ale přesto blízký druhému objektu, nazývá se to prstencové zatmění . Každý z těchto jevů je viditelným účinkem syzygy .

Příklad tranzitu zahrnuje pohyb planety mezi Zemí a Sluncem , ke kterému může dojít pouze u Merkuru nebo Venuše . Ze vzdálenějších planet, jako je Mars , však může Země projít kolem Slunce.

Termín může také odkazovat na pohybem přirozené družice v přední části planety, kolem kterého se otáčí, například Galileových z Jupiteru .

Tranzit vyžaduje zarovnání tří nebeských objektů. Stává se vzácněji, že jsou to čtyři nebeské objekty. Takový případ nastal dne21. března 1894kolem 23:00 UTC , kdy Merkur procházel kolem Slunce z Venuše a Merkur a Venuše procházel kolem Slunce ze Saturnu .

Kontakty

Během přechodu dochází ke čtyřem „kontaktům“, když se obvod menšího objektu dotkne obvodu většího objektu v jednom bodě. Kontakty se vyskytují v následujícím pořadí:

První kontakt: menší objekt je mimo větší objekt a pohybuje se směrem do jeho vnitřního prostoru.
Druhý kontakt: menší objekt je zcela uvnitř většího objektu a pohybuje se směrem do jeho vnitřního prostoru.
Třetí kontakt: menší objekt je zcela uvnitř většího objektu, ale pohybuje se směrem ven od většího objektu.
Čtvrtý kontakt: menší objekt je mimo větší objekt a pokračuje v pohybu směrem ven od druhého.

Preventivní opatření

Pozorování průchodu nebo zákrytu těla před Sluncem nebo částečné zatmění Slunce pouhým okem nebo pomocí pozorovacího nástroje může být velmi nebezpečné a vést k nevratné slepotě . Kouřové sklo nebo fotografické filmy nestačí k ochraně očí před veškerým zářením vyzařovaným Sluncem a slepota může nastat několik hodin po pozorování. Doporučuje se mít vhodné filtry, které pro tuto příležitost obecně poskytují astronomické časopisy. Ve Francii musí tyto filtry nést značku NF .

Pozorování promítáním obrazu Slunce je bezpečné, protože je nepřímé; stačí to udělat s jednoduchou lupou a listem papíru. Je nutné zajistit, aby koncentrace světelných paprsků nezpůsobila požár.

Různé možné případy pozorování

Sluneční soustava (Merkur a Venuše)

Ze Země je možné vizualizovat přechod objektu sluneční soustavy před Sluncem pouze tehdy, pokud se nachází pod oběžnou dráhou Země. Z pohledu planet jsou v tomto případě pouze Merkur a Venuše .

Je to nicméně vzácný jev, který se v případě Venuše nikdy nevyskytuje více než dvakrát za století, dvě pozorování oddělená přibližně 8 lety. Poslední přechody Venuše před Sluncem proběhly v roce 1874, 1882,8. června 2004 a 6. června 2012. Další se bude konat dne11. prosince 2117.

Merkur, blíže ke Slunci než Venuše, přechází častěji mezi Zemí a Sluncem: asi 13krát za století. Poslední tranzity proběhly dne15. listopadu 1999, 7. května 2003, 8. listopadu 2006, 9. května 2016 a 11. listopadu 2019 ; další se bude konat dne13. listopadu 2032

Ve vzácných případech může planeta projít před druhou, při pohledu ze Země. K dalšímu takovému jevu dojde dne22. listopadu 2065kolem 12:43 UTC , kdy Venuše (poblíž horní konjunkce s úhlovým průměrem 10,6 " ) projde kolem Jupiteru (s úhlovým průměrem 30,9"). Tranzit však proběhne při 8 ° od Slunce, a proto jej nebude možné bez ochrany pozorovat. Těsně před tím Venuše kolem 11:24 UTC zatemní Ganymede , Jupiterův satelit.

Mezi 1700 a 2200 proběhne pouze 18 tranzitů planet ze Země. Kromě toho mezi 1818 a 2065 nedojde k žádnému:

Datováno	Tranzit těla	Tělo přešlo	Typ
19. září 1702	Jupiter	Neptune	Zákryt
20. července 1705	Rtuť	Jupiter	Tranzit
14. července 1708	Rtuť	Uran	Zákryt
4. října 1708	Rtuť	Jupiter	Tranzit
28. května 1737	Venuše	Rtuť	Zákryt
29. srpna 1771	Venuše	Saturn	Tranzit
21. července 1793	Rtuť	Uran	Zákryt
9. prosince 1808	Rtuť	Saturn	Tranzit
3. ledna 1818	Venuše	Jupiter	Tranzit
22. listopadu 2065	Venuše	Jupiter	Tranzit
15. července 2067	Rtuť	Neptune	Zákryt
11. srpna 2079	Rtuť	březen	Zákryt
27. října 2088	Rtuť	Jupiter	Tranzit
7. dubna 2094	Rtuť	Jupiter	Tranzit
21. srpna 2104	Venuše	Neptune	Zákryt
14. září 2123	Venuše	Jupiter	Tranzit
29. července 2126	Rtuť	březen	Zákryt
3. prosince 2133	Venuše	Rtuť	Zákryt

Tyto přechody lze pozorovat také z jiných planet.
Například Mars docela často zažívá průchody svých dvou satelitů, Phobos a Deimos , před Sluncem.

Mimo sluneční soustavu

Pozorování ze Země

Některé extrasolární planety také přecházejí mezi Zemí a jejich hvězdou . To platí zejména pro planetu HD 209458 b . Tato charakteristika umožňuje provádět měření na atmosférách těchto vzdálených planet. Pozorování tranzitů také umožňuje objevit určité extrasolární planety. Planethunters je občanský vědecký projekt na Zooniverse, který vyzývá uživatele internetu k detekci tranzitů na světelných křivkách pozorovaných vesmírným dalekohledem Kepler .

Astronomický tranzit je metoda detekce exoplanet použitelná pouze pro planetární systémy, jejichž rovina je kolmá na rovinu oblohy, takže pravděpodobnost pozorování takového přechodu pro náhodnou hvězdu v náhodném čase je extrémně nízká. Pro kruhovou oběžnou dráhu a jednotnou náhodnou orientaci planety je tato pravděpodobnost:

{\ displaystyle {\ rm {{prob} = {\ frac {R _ {*}} {a}} \ přibližně 0 {,} 005 \; {\ frac {R _ {*}} {R_ {ne}} } \ left ({\ frac {a} {1 \; {\ text {UA}}}} \ right) ^ {- 1}}}}

kde je poloměr hvězdy, je poloměr Slunce, je poloměr oběžné dráhy planety kolem hvězdy a 1 AU odpovídá astronomické jednotce . To je odvozeno od zlomku pevného úhlu koule, který je zameten stínem planety. $R _ {*}$ $R_ {ne}$ $Na$

Pozorovaný účinek je také relativně slabý, protože planeta s poloměrem, jako je Jupiter, procházející před hvězdou se slunečním poloměrem produkuje relativní pokles světelného toku o 1,1%. Tento poměr 1% je také detekčním limitem pozemních dalekohledů. Tento limit je 0,01% pro vesmírné dalekohledy, což odpovídá planetě o průměru Země procházející před hvězdou, jako je Slunce.

Tyto exoplanety s astronomickým tranzitu jsou důležité, protože můžeme odvodit jejich poloměr od jejich světelné křivky , takže s jejich hmotnosti, můžeme také odvodit jejich hustotu. Potvrzení technikou radiální rychlosti ukazují, že většina kandidátů na tranzitní planety jsou zákrytové dvojhvězdy s poměrem jedné planety k 10 až 20 dvojhvězdám.

Tranzit Země před Sluncem z jiné hvězdy

Tranzitní metoda umožňuje detekovat exoplanety ze Země za předpokladu, že jejich rotační rovina obsahuje sluneční soustavu. Podobným způsobem je také možné se zeptat, ze kterých hvězdných systémů lze pozorovat přechod Země před Sluncem, tedy které hvězdy jsou v rovině ekliptiky . V poloměru 100 pc kolem Slunce neúplná studie zjistila asi 1000 hvězd, nejbližší byla 28 světelných let daleko . Pozorovatel by mohl být schopen určit složení zemské atmosféry. Pohyb různých hvězd však znamená, že tranzit Země je zde pozorovatelný pouze po řádově století.

2021 studie pak uvedeny pomocí datového astrometrických z Gaia hvězdami ve stejném poloměru 100 ks , u kterých tranzitní Země byla nebo bude pozorovatelný na nastaveném intervalu 10.000 let se soustředil na současnost. 1715 hvězdných systémů již dokázalo pozorovat přechod Země a dalších 319 to bude moci pozorovat v budoucnu; Mezi nimi najdeme zejména Ross 128 , hvězdu Teegarden nebo Trappist 1 . Kromě toho je 75 těchto hvězdných systémů dost blízko na to, aby již dokázalo detekovat rádiové vlny vyzařované lidstvem.

Příběh

Zakrytí Merkuru Venuší v roce 1737 pozoroval John Bevis na Královské observatoři v Greenwichi . Je to jediná vzájemná planetární okultizace, která kdy byla podrobně popsána. Tranzit Marsu před Jupiterem dál12. září 1170byl však pozorován mnichem Gervase v Canterbury a čínskými astronomy.

V XVIII -tého století, dvojice Venus průjezdům přes Slunce v roce 1761 a 1769 bylo možné měřit hodnotu astronomické jednotky . Kromě toho je tento tranzit v roce 1769 (a hledání jižního kontinentu ), kdy kapitán James Cook z královského námořnictva podnikl cestu z Anglie na Tahiti, pozorovat .

Reference

Perryman 2011, strana 104.
Perryman 2011, strana 117.
Perryman 2011, strana 106.
(en) L. Kaltenegger a J. Pepper: „ Které hvězdy mohou vidět Zemi jako tranzitující exoplanetu? ” , Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti: Letters , sv. 499, n o 1,20. října 2020( DOI 10.1093 / mnrasl / slaa161 , číst online ), volný přístup.
(en) L. Kaltenegger a JK Faherty, „ Minulost, přítomnost a budoucnost hvězd, které mohou vidět Zemi jako tranzitující exoplanetu “ , Nature , sv. 594,23. června 2021( číst online )

Zdroje

Michael Perryman , The Exoplanet Handbook , Cambridge University Press,2011( ISBN 978-0-521-76559-6 ).

Bibliografie

James Lequeux , Thérèse Encrenaz a Fabienne Casoli , Revoluce exoplanet , Les Ulis, EDP Sciences ,2017, 214 s. ( ISBN 978-2-7598-2111-2 )

Podívejte se také

Související články

externí odkazy