Прохождение Венеры по диску Солнца — разновидность астрономического прохождения (транзита), — имеет место тогда, когдапланета Венера находится точно между Солнцем и Землёй, закрывая собой крошечную часть солнечного диска. При этом планета выглядит с Земли как маленькое чёрное пятнышко, перемещающееся по Солнцу. Прохождения схожи с солнечными затмениями, когда наша звезда закрывается Луной, но хотя диаметр Венеры почти в 4 раза больше, чем у Луны, во время прохождения она выглядит примерно в 30 раз меньше Солнца, так как находится значительно дальше от Земли, чем Луна. До наступления эпохи покорения космоса наблюдения этого явления позволили астрономам вычислить расстояние от Земли до Солнца методом параллакса.
Продолжительность прохождения обычно составляет несколько часов (в 2004 году оно длилось 6 часов). В то же время, это одно из самых редких предсказуемых астрономических явлений. Каждые 243 года повторяются 4 прохождения: два зимой (через 8 лет), затем долгий промежуток в 121,5 год, и ещё два летом (опять через 8 лет). Например, предыдущие зимние прохождения произошли 9 декабря1874 года и 6 декабря 1882 года. Недавнее прохождение случилось в 2004 году, 8 июня, а следующее состоится 6 июня 2012. Последующие прохождения будут только в 2117 и 2125 годах, опять в декабре.
Это явление можно безопасно наблюдать, принимая те же меры предосторожности, что и при частичном солнечном затмении. Наблюдение яркого солнечного диска без защиты глаз может серьёзно или даже полностью повредить сетчатку глаза.
 Прохождение Венеры по диску Солнца, случившееся в 2004 году
В большинстве случаев, когда Земля и Венера образуют соединение, они не располагаются на одной линии с Солнцем.Орбита Венеры находится под углом в 3,4° к орбите Земли, так что обычно она проходит чуть выше или чуть ниже Солнца. Прохождение наблюдается, когда обе планеты соединяются возле линии, по которой пересекаются их орбиты. Хотя наклон орбиты Венеры только 3,4°, в нижнем соединении планета может быть видимой с Земли на расстоянии в 9,6° от Солнца. Так как угловой диаметр Солнца около 0,5°, получается, что Венера может появляться выше или ниже него на расстоянии 18 солнечных диаметров.
Последовательность прохождений повторяется каждые 243 года, по два (через 8 лет) с промежутками 121,5 и 105,5 лет. Это объясняется тем, что 243 сидерических орбитальных периодов Земли (каждый — по 365,25636 дня, что чуть большетропического года) составляют 88 757,3 дня, и 395 сидерических орбитальных периодов Венеры (224,701 дня) составляют 88 756,9 дня. Таким образом, через этот промежуток времени и Венера, и Земля возвращаются почти на ту же точку в своих орбитах. Этот период соответствует 152 синодическим периодам Венеры.
Последовательность промежутков «105,8 — 8 — 121,5 — 8» — не единственная возможная в 243-летнем цикле вследствие небольших несоответствий в периодах возвращения планет к точкам соединения. До 1518 года эта последовательность выглядела как «8 — 113,5 — 121,5», а до 546 года произошло 8 прохождений, промежутки между которыми равнялись 121,5 году. Существующая сейчас последовательность сохранится до 2846 года, после чего её сменит другая: «105,5 — 129,5 — 8». Получается, что период в 243 года относительно стабилен, но число прохождений внутри него и длительность промежутков могут меняться с течением времени.
 Диаграмма прохождений Венеры и угол между орбитами Венеры и Земли
Древние греки, египтяне, вавилоняне и китайцы знали о Венере и записывали её движение. Древние греки считали, что утренние и вечерние появления Венеры представляют разные «звёзды»: Веспер — вечерняя звезда, а Фосфор — утренняя звезда. Считается, что пифагорейцы первыми поняли, что это один и тот же объект. В IV веке до н. э.Гераклид Понтийский предположил, что Венера и Меркурий вращаются вокруг Солнца, а не Земли. В любом случае, свидетельств, что эти цивилизации знали о прохождениях Венеры, нет.Венера была важным объектом для древних цивилизаций Америки, в частности, майя, которые называли её Нох Эк — «Великая звезда», или «Ксукс Эк» — «Звезда Осы». Они верили, что Венера олицетворяет бога Кукулькана (также известного как Гукумац или Кетцалькоатль в других частях древней Центральной Америки). В рукописях майяописан полный цикл движений Венеры, но несмотря на доскональные знания о траектории планеты, у майя также отсутствуют упоминания о её прохождениях.
Помимо того, что это очень редкое событие, настоящий научный интерес прохождений кроется в другом: при их наблюдении, используя метод параллакса, можно определить размеры Солнечной системы. Смысл состоит в том, чтобы измерить незначительные различия времени начала (или окончания) в двух достаточно удалённых точках планеты. Расстояние между точками в дальнейшем используется как длина базы для определения расстояний до Солнца и Венеры методом триангуляции.
Хотя к началу XVII века астрономы могли вычислить расстояния до всех планет от Солнца относительно расстояния до Земли (астрономической единицы), точное значение этой последней величины оставалось неизвестным.
Иоганн Кеплер первым предсказал прохождение Венеры 1631 года. Однако никто в Европе так и не смог его наблюдать: прогноз учёного не был настолько точен, чтобы установить, что оно не будет видимо с большей части территории Европы.
 Измерение времени прохождения Венеры для определения солнечного параллакса
Кеплер сделал свои прогнозы относительно 1631 и 1761 годов, но пропустил прохождение 1639 года. Английский астроном Джереми Хоррокс уточнил расчёты орбиты Венеры, выполненные Кеплером, и заключил, что прохождения должны наблюдаться «парами» через 8 лет. Это позволило ему провести первое наблюдение этого явления с научными целями 4 декабря 1639 года (24 ноября по Юлианскому календарю, использовавшемуся тогда в Англии), из своего дома в Мач Хул, близ Престона в Англии.
 Джереми Хоррокс в 1639 году впервые наблюдает прохождение Венеры
С помощью простого телескопа Хоррокс спроецировал солнечный диск на доску, где можно было безопасно видеть всё, что требовалось. Хотя он не был уверен относительно точного времени начала, расчёты показывали, что оно начнётся примерно в 15:00. Проведя в ожидании почти весь день, он наконец увидел его в 15:15, сразу, как облака, закрывающие Солнце, рассеялись, и как раз за полчаса до захода Солнца. Его друг, Уильям Крабтри, наблюдал это же прохождение из Солфорда, близМанчестера. Результаты наблюдений позволили Хорроксу дать оценку расстоянию от Земли до Солнца в 95,6 млн км. Это составляет 0,639 от современного значения в 149,6 млн км, но это была самая верная оценка из данных ранее. Исследования Хоррокса, однако, не были опубликованы до 1661 года, уже после его смерти.
Прохождение Венеры в 1761 году наблюдал М. В. Ломоносов. Заметив, что при вступлении планеты на солнечный диск, а также при сходе с него его край как бы выгибается, образуя яркое кольцо вокруг тёмного диска Венеры, учёный истолковал это явление посредством преломления солнечных лучей в атмосфере Венеры, существование которой до того не было известно. Это явление получило название «явление Ломоносова».
|
