Tranzit (csillagászat)
A tranzit a csillagászatban egy égi objektum áthaladása a megfigyelő és egy másik tárgy között. Úgy tűnik, hogy az első objektum a második előtt mozog.
Ha a megfigyelő helyzete nincs meghatározva, akkor az utóbbi implicit módon a Földön van .
Definíciók
A "tranzit" kifejezést olyan esetekben használják, amikor a legközelebbi tárgy látszólagos átmérője lényegesen kisebb, mint a távolabbi tárgy. Amikor a közbeiktatott tárgy szögátmérője nagyobb, mint a második, a jelenség okkultáció . Ha a megfigyelő elmerül az átmenő tárgy árnyékában, az egy napfogyatkozás . Ha a legközelebbi tárgy szögátmérője kisebb, de mégis közel van a második tárgyhoz, akkor gyűrűs fogyatkozásnak nevezzük . E jelenségek mindegyike a sziszkálás látható hatása .
Az átszállítás példája egy bolygó mozgása a Föld és a Nap között , amely csak a Merkúr vagy a Vénusz esetében történhet meg . A távolabbi bolygókról, például a Marsról azonban a Föld áthaladhat a Nap mellett.
A kifejezés is utal, hogy a mozgás egy természetes műhold előtt a bolygó, amely körül ez forog, például a Galilei-műhold a Jupiter .
Az átszállításhoz három égitestet kell igazítani. Ritkábban fordul elő, hogy négy égitest van. Ilyen eset történt1894. március 21UTC 23:00 körül , amikor a Merkúr áthaladt a Vénuszról a Nap mellett, a Merkúr pedig a Vénusz a Szaturnuszról a Nap mellett .
Névjegyek
A szállítás során négy „érintkezés” következik be, amikor a kisebb tárgy kerülete egy ponton megérinti a nagyobb tárgy kerületét. A kapcsolattartók a következő sorrendben fordulnak elő:
- Első érintkezés: a kisebb tárgy kívül esik a nagyobb objektumon, és az utóbbinak a belseje felé halad.
- Második érintkezés: a kisebb tárgy teljesen a nagyobb tárgy belsejében van, és az utóbbi belseje felé halad.
- Harmadik érintkezés: a kisebb tárgy teljesen a nagyobb objektumon belül van, de a nagyobb objektum külső része felé mozog.
- Negyedik érintkezés: a kisebb tárgy kívül esik a nagyobb objektumon, és ez utóbbit kifelé folytatja.
Óvintézkedések
A Nap előtti test átmenésének vagy okkultációjának, vagy szabad szemmel történő részleges napfogyatkozásnak, vagy megfigyelőeszköznek a megfigyelése nagyon veszélyes lehet, és visszafordíthatatlan vaksághoz vezethet . A füstölt üveg vagy a fényképes film nem elegendő ahhoz, hogy megvédje a szemet a Nap által kibocsátott összes sugárzástól, és a megfigyelés után néhány órával vakság léphet fel. Célszerű megfelelő szűrőkkel rendelkezni, amelyeket erre az alkalomra a csillagászati folyóiratok biztosítanak. Franciaországban ezeken a szűrőkön fel kell tüntetni az NF jelölést .
A Nap képének vetítésével végzett megfigyelés biztonságos, mert közvetett; elegendő egy egyszerű nagyítóval és egy papírlappal elkészíteni. Biztosítani kell, hogy a fénysugarak koncentrációja ne okozzon tüzet.
Különböző lehetséges megfigyelési esetek
Naprendszer (Merkúr és Vénusz)
A Földről csak akkor lehet vizualizálni a Naprendszer egyik objektumának a Nap előtti útját, ha ez a Föld pályája alatt helyezkedik el. A bolygók szempontjából ebben az esetben csak a Merkúr és a Vénusz van.
Mindazonáltal ritka jelenség, amely a Vénusz esetében soha nem fordul elő évszázadnál kétszer többször, két megfigyelést körülbelül 8 év választ el egymástól. A Vénusz utolsó átjárói a Nap előtt 1874-ben, 1882-ben történtek, a2004. június 8 és a 2012. június 6. A következőre kerül sor2117. december 11.
A Merkúr, közelebb a Naphoz, mint a Vénusz, gyakrabban halad át a Föld és a Nap között: évszázadonként körülbelül 13-szor. Az utolsó átszállások:1999. november 15, az 2003. május 7, az 2006. november 8, az 2016. május 9 és a 2019. november 11 ; a következőre kerül sor2032. november 13
Ritka esetekben egy bolygó elhaladhat egy másik előtt, a Földről nézve. A következő ilyen jelenség bekövetkezik2065. november 22UTC 12:43 körül , amikor a Vénusz ( felső kötőszáma közelében , 10,6 " szögátmérővel ) áthalad a Jupiter mellett (30,9" szögátmérővel). Az árutovábbítás azonban a Naptól 8 ° -ban történik, ezért védelem nélkül nem lesz megfigyelhető. Közvetlenül azelőtt a Vénusz elfedi Ganymedest , a Jupiter műholdját, UTC 11:24 körül.
1700 és 2200 között csak a bolygók 18 tranzitja következik be a Földről. Ezenkívül 1818 és 2065 között egyik sem fog bekövetkezni:
| Keltezett | Test tranzit | A test áthaladt | típus |
|---|---|---|---|
| 1702. szeptember 19 | Jupiter | Neptun | Okultáció |
| 1705. július 20 | Higany | Jupiter | Tranzit |
| 1708. július 14 | Higany | Uránusz | Okultáció |
| 1708. október 4 | Higany | Jupiter | Tranzit |
| 1737. május 28 | Vénusz | Higany | Okultáció |
| 1771. augusztus 29 | Vénusz | Szaturnusz | Tranzit |
| 1793. július 21 | Higany | Uránusz | Okultáció |
| 1808. december 9 | Higany | Szaturnusz | Tranzit |
| 1818. január 3 | Vénusz | Jupiter | Tranzit |
| 2065. november 22 | Vénusz | Jupiter | Tranzit |
| 2067. július 15 | Higany | Neptun | Okultáció |
| 2079. augusztus 11 | Higany | március | Okultáció |
| 2088. október 27 | Higany | Jupiter | Tranzit |
| 2094. április 7 | Higany | Jupiter | Tranzit |
| 2104. augusztus 21 | Vénusz | Neptun | Okultáció |
| 2123. szeptember 14 | Vénusz | Jupiter | Tranzit |
| 2126. július 29 | Higany | március | Okultáció |
| 2133. december 3 | Vénusz | Higany | Okultáció |
Ilyen tranzitok más bolygókról is megfigyelhetők.
A Mars például meglehetősen gyakran tapasztalja két műholdjának, a Phobosnak és a Deimosznak a Nap előtt történő tranzitját .
A naprendszeren kívül
Megfigyelések a FöldrőlNéhány napon kívüli bolygó is áthalad a Föld és a csillaguk között . Ez különösen a HD 209458 b bolygó esetében érvényes . Ez a tulajdonság lehetővé teszi mérések elvégzését e távoli bolygók légkörén . A tranzitok megfigyelése lehetővé teszi bizonyos extrapoláris bolygók felfedezését is. A Planethunters egy polgári tudományos projekt a Zooniverse-en, amely felhívja az internethasználókat, hogy észleljék a tranzitokat a Kepler űrtávcső által megfigyelt fénygörbéken .
A csillagászati tranzit az exobolygók detektálására szolgáló módszer, amely csak azokra a bolygórendszerekre alkalmazható, amelyek síkja merőleges az ég síkjára, így annak valószínűsége, hogy egy véletlenszerű csillagot véletlenszerű időben egy ilyen tranzit megfigyel, rendkívül alacsony. Kör alakú pálya és a bolygó egységes véletlenszerű orientációja esetén ez a valószínűség:
ahol a sugara a csillag, hogy a Nap, a sugara a pályára a bolygó a csillag körül, és 1 AU megfelel egy csillagászati egység . Ez a gömb szilárd szögének frakciójából származik, amelyet a bolygó árnyéka söpör be.
A megfigyelhető hatás viszonylag gyenge, mivel egy olyan sugarú bolygó, mint a Jupiter, amely egy napsugárú csillag előtt halad el, a fényáram relatív 1,1% -os csökkenését eredményezi . Ez az 1% -os arány a földi teleszkópok detektálási határa is. Ez a határ 0,01% az űrtávcsövek esetében, amely megfelel a Föld átmérőjű bolygójának, amely olyan csillag előtt halad el, mint a Nap.
A csillagászati átmenettel rendelkező exobolygók azért fontosak, mert fénygörbéjükből levezethetjük a sugarukat , így tömegükkel a sűrűségükre is következtethetünk. Megerősítések a radiális sebesség technika azt mutatják, hogy a legtöbb jelöltek tranzit bolygó kettőscsillag csillagok , az arány egy bolygó 10-től 20 bináris csillagok.
A Föld tranzitja a Nap előtt egy másik csillagtólA tranzit módszer lehetővé teszi az exobolygók észlelését a Földről, feltéve, hogy forgássíkjuk tartalmazza a Naprendszert. Hasonló módon megkérdezhető az is, hogy mely csillagrendszerekből lehet megfigyelni a Föld tranzitját a Nap előtt, vagyis mely csillagok vannak az ekliptika síkjában . A Nap körüli 100 pc sugarú körzetben egy nem teljes körű tanulmány körülbelül 1000 csillagot talált, a legközelebb 28 fényévnyire . Egy ottani megfigyelő képes lehet meghatározni a Föld légkörének összetételét. A különböző csillagok mozgása azonban azt jelenti, hogy a Föld tranzitja csak egy évszázados időtartamon keresztül figyelhető meg ott.
Egy 2021-es tanulmány ezt követően a Gaia asztrometrikus adatainak felhasználásával felsorolta a csillagokat ugyanazon a 100 pc sugarú körön, amelyeknél a Föld tranzitja megfigyelhető volt vagy lesz megfigyelhető 10 000 éves időközönként, a jelen középpontjában. 1715 csillagrendszer már képes volt megfigyelni a Föld tranzitját, és 319 további megfigyelni fogja a jövőben; ezek között találjuk különösen Ross 128-at , a Teegarden vagy a Trappist 1 csillagát . Ezenfelül 75 ilyen csillagrendszer elég közel van ahhoz, hogy már képes legyen érzékelni az emberiség által kibocsátott rádióhullámokat .
Sztori
A occultation Merkúr Vénusz 1737-ben figyelték meg John Bevis a Royal Observatory Greenwich . Ez az egyetlen kölcsönös bolygó okkultáció, amelyet valaha részletesen leírtak. A Mars tranzitja a Jupiter előtt1170. szeptember 12a canterburyi Gervase szerzetes és a kínai csillagászok azonban megfigyelték .
A XVIII . Században a Vénusz párja a Naptól 1761-ben és 1769-ben lehetővé tette a csillagászati egység értékének mérését . Ez egyébként megfigyelni ezt a tranzit 1769 (és keresni a déli kontinens ) kapitány James Cook a Royal Navy tett utazás Anglia és Tahiti .
Hivatkozások
- Perryman 2011, 104. oldal.
- Perryman 2011, 117. oldal.
- Perryman 2011, 106. oldal.
- (en) L. Kaltenegger és J. Pepper: „ Melyik csillagok láthatják a Földet tranzit exobolygóként? ” , A Royal Astronomical Society havi közleményei: Letters , vol. 499, n o 1,2020. október 20( DOI 10.1093 / mnrasl / slaa161 , online olvasás ), szabad hozzáférés.
- (en) L. Kaltenegger és JK Faherty, „ Múlt, jelen és jövő csillagok, amelyek a Földet átjáró exobolygóként láthatják ” , Nature , vol. 594,2021. június 23( online olvasás )
Források
- Michael Perryman , az Exoplanet kézikönyve , Cambridge University Press,2011( ISBN 978-0-521-76559-6 ).
Bibliográfia
- James Lequeux , Thérèse Encrenaz és Fabienne Casoli , Az exobolygók forradalma , Les Ulis, EDP Sciences ,2017, 214 p. ( ISBN 978-2-7598-2111-2 )