טרנזיט

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
צילום של מעבר כוכב חמה על פני השמש כפי שצולם ע"י מגדל השמש השבדי בלה-פלמה. התמונה באדיבות המכון לפיזיקה של השמש – שבדיה. הכתם השחור הינו הדיסקה של כוכב הלכת חמה. החיספוס הנראה על פני השמש, נקרא גרנולציה, ונגרם ע"י תאי הסעה. בדומה לסיר מים רותחים, האנרגיה על שפת השמש, מועברת ע"י חומר חם שעולה כלפי מעלה וחומר קר שיורדכלפי מטה. האזורים הבהירים הם חומר חם שעולה והכהים חומר קר שיורד.

טרנזיט או מעבר על פני השמש (באנגלית: Transit) הינה התופעה המתרחשת כאשר כוכב לכת במערכת השמש חולף על פני הדיסקה הנראית של השמש. כאשר תופעה כזו מתרחשת בכוכבים אחרים היא נקראת ליקוי.

צפייה בשמש ללא אמצעים מיוחדים היא מסוכנת ועלולה לגרום לנזק בלתי הפיך לעין - ראו: כללי בטיחות בתצפית שמש.

כוכבי הלכת כוכב חמה (Mercury) ונגה (Venus) מקיפים את השמש במסלולים פנימיים למסלול כדור הארץ, ועל כן הם עוברים ביננו לבין השמש. כאשר אחד מכוכבי הלכת הפנימיים נמצא בדיוק בין השמש וכדור הארץ (ראו גם: יחסים גאוצנטריים), צופה על כדור הארץ יראה אותו חולף על פני השמש. כאמור, תופעה זו קרויה מעבר על פני השמש או טרנזיט.

משמאל – צילום של מעבר כוכב חמה על פני השמש. הכתם השחור הינו הדיסקה של כוכב הלכת חמה.

שכיחות הטרנזיטים

מערך פלנטרי כזה שבו כוכב חמה הוא נגה חולפים על פני השמש עבור צופה מכדור הארץ הוא יחסית נדיר וארועים אלו אינם מתקיימים כל מחזור סינודי של כוכב הלכת ביחס לכדור הארץ.

שכיחות הטרנזיטים של כוכב חמה

המזור הסינודי של כוכב חמה הינו כ-115.9 יום - קרי כל פרק זמן זה, כוכב חמה חולף בקרוב בין כדור הארץ לשמש. אך כתוצאה מנטיית המסלול שלו סביב השמש ביחס למישור המילקה שבו כדור הארץ מקיף את השמש, כ-7 מעלות, רוב הפעמים הוא חולף מעל או מתחת לשמש ולא מתרחש טרנזיט.

טרנזיט של מרקורי (או מעבר כוכב חמה על פני השמש) מתרחש בממוצע כל 8 שנים.

שכיחות הטרנזיטים של נגה

המחזור הסינודי של נגה הינו כ-583.9 יום, אך כמו במקרה של כוכב חמה טרנזיט לא מתרחש כל מחזור סינודי. טרנזיט של נגה (או מעבר נוגה על פני השמש) נדיר הרבה יותר, ואירועים אלו מתרחשים בזוגות כל כ-120 שנה (לשם הדיוק, מקיימים מעברי נגה את הסדרה הבאה: 8 שנים, 105.5 שנים, 8 שנים ו- 121.5 שנים, וחוזר חלילה. סך הכל יש ארבעה מעברים בכל 243 שנה. הסיבה לשכיחות הנמוכה בהרבה של מעברי נגה היא שמסלול הסיבוב של נגה סביב השמש מוטה במעט יחסית למישור הסיבוב של הארץ סביב השמש (בכ- 3.4 מעלות) ובשל קירבתו היחסית של נוגה לכדור הארץ.

מדידת המרחק בין כדור הארץ לשמש

אחד הגדלים החשובים ביותר באסטרונומיה המווה את אחד מאבני הבניין היסודיות למדידת מרחקים ביקום (ראו מאמר בנושא: מדידת מרחקים באסטרונומיה) הוא המרחק בין כדור הארץ לשמש. מרחק זה הוא הבסיס לשיטת הפרלקסה.

בקרוב קרוי המרחק בין כדור הארץ לשמש יחידה אסטרונומית, אם כי הגדרתו המדויקת של גודל זה שונה מעט מהמרחק הממוצע בין כדור הארץ לשמש.

כיום ניתן למדוד את המרחק בין כדור הארץ לשמש בדיוק רב מאד של מטרים בודדים באמצעות מגוון שיטות המבוססות על מדידת מרחק באמצעות מכ"מ ואותות רדיו לכוכבי הלכת במערכת השמש ושימוש בחוקי קפלר.

עד המחצית השנייה של המאה ה-20 טכניקות למדידת המרחק לשמש היו מוגבלות לשיטות גאומטריות והשיטה הטובה מכולן היתה ע"י שימוש בטרנזיט של נגה. הרעיון מאחורי השיטה הוא שימוש בחוקי קפלר ושיטת הפרלקסה. מחוקי קפלר, בהינתן זמן ההקפה של כדור הארץ את השמש וזמן ההקפה של נגה את השמש ניתן לחשב את היחס בין מרחק נגה מהשמש למרחק כדור הארץ מהשמש. המידע הנוסף מגיע ממדידת זמן הכניסה (או היציאה) של נגה מדיסקת השמש כפי שנמדד ממקומות שונים על כדור הארץ שהמרחק (והאורינטציה המרחבית) בינהם ידוע. מאחר ונגה והשמש קרובים יחסית לכדור הארץ צופים שונים על כדור הארץ יראו זמני כניסה או יציאה שונים לטרנזיט. ממדידת הזמנים הללו ניתן לחשב את היחס בין מרחק נגה מכדור הארץ למרחק השמש מכדור הארץ. עתה יש בידינו שתי משוואות בשני נעלמים שקל לפתור - משוואה אחת מחוקי קפלר והשנייה מתיזמון הטרנזיט ממקומות שונים על כדור הארץ.

מעבר נוגה בהיסטוריה ומדידת המרחק בין כדור הארץ לשמש

בשנת 1769 יצא קפטן קוק למסעו הראשון לאיי טהיטי, שמטרתו המוצהרת צפיה ומדידה שלהאירוע הנדיר. מדידת האירוע מטהיטי איפשרה לאסטרונומים, בפעם הראשונה בהיסטוריה האנושית, למדוד בצורה מדויקת (בדיוק של 1%) את המרחק בין כדור הארץ לשמש. בסופו שלאותו מסע גילה קפטן קוק את אוסטרליה. כיום המרחק בין כדור הארץ לשמש נמדד באמצעים שונים בדיוק גבוה הרבה יותר. כיום ידוע כי המרחק הממוצע בין כדור הארץ לשמש הינו: 149,597,870.691 ק"מ.

מעבר צלילתו של כוכב הלכת נוגה על-פני דיסקת השמש, נצפה עד עתה בהיסטוריה האנושית שש פעמים בלבד. על כן היה זה לא רק מאורע יוצא דופן ויפה לעין, אלא גם אירוע חשוב ומהותי לחוקרים ולמדענים. לא בכדי הושקעבתיעוד האירוע ובחקירתו הון וזמן רב, ואנשים רבים הקדישו את שנותיהם הטובות, ולעיתים אף קיפדו את חייהם, רק כדי לצפות במעבר של נוגה.

המאה ה-17

ציור של ג'רמיה הורקוס צופה במעבר נוגה על פני השמש בשנת 1639.
ציור של האסטרונום המלכותי הבריטי אדמונד האלי.

יוהנס קפלר, המתמטיקאי הדגול שניסח את החוקים לפיהם נעות הפלנטות סביב השמש (ראו: חוקי קפלר), חזה לראשונה קיום אפשרי של המעבר של נוגה אחת ל-130 שנה, וטען שהמעבר הקרוב יתרחש ב-1631. לצערו הוא לא יכל לצפות בו, משום שבעת המעבר הייתה שעת לילה באירופה. לא עבר זמן רב ובחור צעיר בשם ג'רמיה הורוקס (Horrocks) מצא טעויות במשוואותיו של קפלר – והגיע למסקנה שמעברים מגיעים בזוגות ובהפרשי זמן של שמונה שנים! המעבר הבא של נוגה יהיה עם כן ב-1639. הורוקס (ראו איור משמאל) היה גם הראשון שצפה במעבר, שהתחיל בשלוש ורבע בצהרים בדיוק כפי שחישב. הורוקס לא רק התרשם מהמראה, אלא ערך מדידות אסטרונומיות: הוא מדד את גודלה הזוויתי של נוגה והעריך את מרחק הארץ מהשמש. על-אף שנפטר שנתיים מאוחר יותר בגיל 24 בלבד, תצפיותיו, מדידותיו ומסקנותיוהיו בעלות חשיבות למדענים שהגיעו אחריו ובראשם אייזיק ניוטון.

ב-1663 הציע המתמטיקאי האנגלי החשוב ג'ימס גרגורי (James Gregory) שהמעבר של נוגה יאפשר למדוד את המרחק לשמש. אבל רק כאשר האסטרונום הנודע אדמונד האלי (ראו ציור משמאל) העלה זאת שוב, 14 שנים מאוחר יותר, משמעותו המדעית של המעבר התקבלה בקרב הקהילה המדעית כולה. ב-1716, פירסם האלי ספר בנושא, שפירט את שיטות התצפית והמשוואות הדרושות על-מנת לחשב את המרחק לשמש, ספר שהיה לבסיס המדעי על-פיו נערכו התצפיות עשרות שנים מאוחר יותר. אגב, במהלך חייו של האלי, לא התרחשו מעברים.

מדידת המעברים במאה ה-18

כאשר הגיע המעבר הבא של נוגה, ב-1761, הייתה הקהילה המדעית ערוכה מראש לאירוע. מלבד היכולת הטכנולוגית שאפשרה דיוק במדידות (טלסקופים, שעונים, חישובי קווי אורך ורוחב), האווירה בחוגי המשכילים וההנהגה הפוליטית הייתה אווירה של התלהבות עצומה מפלאי העולם, והמחשבה השלטת הייתה שאין גבול ליכולת החקר של האנושות. מסעות של גילוי ולמידה היו אם כן מקובלים ואהודים, ונחשבו, במאות ה-17ו ה-18, כדרך הנכונה והטובה ביותר לעמוד על טיבם של דברים וכבסיס איתן להתפתחות כלכלית. התצפיות המתוכננות למעבר של 1761 כללו 176 מדענים שעזבו את אירופה לטובת 117 תחנות תצפית ברחבי העולם. על-אף שמלחמת שבע השנים בין אנגליה לצרפת הייתה בעיצומה בתקופה זו, קיבלו המדענים משתי המדינות אישור לחצות קווי אויב ולערוך את תצפיותיהם באין מפריע (או לפחות חלקם), עובדה המעידה יותר מכל על החשיבות, והכבוד הרב, שחלקו בני "תקופת ההשכלה" למדעים השונים ולחוקריהם. להלן קורותיהם של כמה מהתצפיות בשני המעברים, זה של 1761 וזה של 1769.

ז'אן-בפטיסט שאפ (Jean-Baptiste Chappe d’Auteroche) היה אסטרונום צרפתי, שנשלח לערוך את תצפיותיו בטובולסק שבסיביר, שם עיקר הרפתקאותיו כללו מאבק בבוץ, בשטפונות ובמקומיים, שסברו שהציוד המוזר שלו אחראי לשטפונות. שאפ הגיע לטובולסק שישה ימים לפני המעבר, אבל הוא הספיק להתארגן במהירות, וערך תצפיות מדויקות. את זכרונותיו הקשים מסיביר הוא העלה על הכתב, שם תיאר נאמנה את הארץ הברברית ממזרח, תיאור שהרתיח את הצארינה הגדולה יקטרינה, ומנע משאפ לשוב לשםב-1769. לכן, כעבור שמונה שנים, הוא נשלח מערבה לקליפורניה (אז עדיין מקסיקו, תחת שלטון ספרדי), ושוב ערך תצפיות מדויקות להפליא. אלא שלאחר התצפיות תקפה קדחת אתה אזור בו שהתה המשלחת, ושאפ, בהיותו רופא (המדענים של פעם היו אנשי אשכולות), טיפל וסעד את החולים, עד שנדבק גם הוא במחלה, ונפטר. שלושה בלבד מחברי המשלחת שרדו אתה מחלה, ושניים מהם נפטרו בדרכם בחזרה לצרפת. האחרון ששרד, אדם בשם פאולי, הצליח להעביר את תצפיותיו של שאפ אל האקדמיה הצרפתית, תצפיות שהוכחו כמצוינות ומאוחר יותר נעשה בהם שימוש לחישוב המרחק אל השמש.

אציל צרפתי בשם גיום לה-ג'נטי (Le-Gentil) הפליג לעבר פונדיצ'רי (Pondicherry), מאחז צרפתי בהודו המערבית. בלב ים נודע לו שמחוז חפצו נפל בידי האנגלים, והוא נאלץ לשוב על עקבותיו. את המעבר של נוגה הוא ראה מסיפון הספינה, כך שהוא לא יכל לערוך תצפיות משמעותיות. כאשר עגנה ספינתו במאוריציוס, הוא החליט שאם הוא הגיע עד האוקיינוס ההודי, מוטב שיישאר שם עד המעבר הבא – בעוד 8 שנים... האמת היא שקשה להאשים אותו - בכל זאת מדובר במאוריציוס. אבל לה-ג'נטי לא השחית את זמנו על תענוגות באי, אלא חקר אותו ואת מדגסקר השכנה בתחומים רבים של מדעי הטבע, אך עדין לא זנח את חלומו למדוד את המעבר של נוגה. הוא חישב ומצא שאת המעבר הבא ניתן יהיה לראות בצורה הטובה ביותר ממנילה שבפיליפינים והחליט לצאת לשם מבעוד מועד. כאשר הגיע לה-ג'נטי לפיליפינים ב-1766 (הפעם הוא יצא מוקדם מראש), התברר לו שהמושל הספרדי באיים לא ממש מחבב אותו, ואף חושד בו שהוא מרגל צרפתי. בטרם נאסר, הצליח לה-ג'נטי להימלט ברגע האחרון, ומצא מפלט בפונדיצ'רי (שבינתיים שבה לידיים צרפתיות). במאחז הצרפתי קיבל אותו המושל בשמחה ועזר לו להקים מבנה גדול וחזק למען יום התצפית הקרב ובא. אבל, רצה הגורל, וה-3 ביוני 1769, היה יום מעונן לחלוטין במזרח הודו, ולה-ג'נטי האומלל ניצב חסר אונים מול העננים וקילל את יומו. כמה טוב אם כן, שהוא לא ידע שבמנילה השמש זרחה במלוא עוזה...

לה-ג'נטי שב למאוריציוס ומשם לביתו. בדרך עבר סופות הוריקן, החליף אונייה אחת ברעותה, ולבסוף נחת בקאדיז שבספרד. הוא חצה את הפירנאים באוקטובר 1771, לאחר ששהה כ-11 שנים וחצי מחוץ למולדתו. הרפתקאותיו של לה-ג'נטי לא תמו, וכמעשה אודיסיאוס הוא שב לביתו על-מנת לגלות שאחוזתו רוקנה לגמרי על-ידי גנבים, משרתו באקדמיה ניתנה לאחר ואפילו קרובי משפחתו, בחושבם שהוא מת, ירשו את רכושו והותירו אותו בחוסר כל. כמו כל גיבור טרגי, ללה-ג'נטי נותרו רק שתי אפשרויות – לעלות על הכתב את קורותיו ולקוות להצלחה ספרותית, או לחלופין להינשא ליורשת עשירה. בישורת האחרונה של סיפורו, חייכה פורטונה סוף סוף ללה-ג'נטי, והוא הפך לכותב רב-מכר ולסמכות עליונה בכל הקשור להודו, מדגסקר ומאוריציוס, שלא להזכיר את אשתו, היפה והעשירה מדמזל פוטייר. לה-ג'נטי חי באושר ובעושר עד אוקטובר 1792, ונפטר בטרם השיגה המהפכה הצרפתית את ראשו.

הקנדי וויליאם וואלאס נשלח לצ'רצ'יל שבמפרץ הדסון, אז, כמו עכשיו, מקום המוגדר כסוף העולם. מסיבות השמורות עימו העדיף וואלאס להגיע לצ'רצ'יל שנה קודם לכן, בסוף 1768, והוא נאלץ לבלות שם את החורף החשוך והקר. ביומניו ניתן למצוא תיעוד כיצד, תוך חמש דקות בלבד, הופכת כוס חמימה של ברנדי לגוש קפוא של קרח. אין ממש מה לעשות במפרץ הדסון הקפוא... כאשר הסתיים החורף המשעמם, החל האביב, ועמו הגיעו הזבובים, היתושים ושאר חרקים טורפים שחשקו בדמו של וואלאס שעה שהקים את עמדת התצפית שלו. לא מפתיע, אם כן, שלאחר ששב וואלאס עם סיכומי תצפיותיו, שהיו מצוינות אגב, הוא נטש את האסטרונומיה לתמיד ולא שב לעסוק בה עוד.

אפקט הטיפה השחורה

ציור של קפטן ג'ימס קוק.

האסטרונום הרוסי מיכאל לומונסוב, ניסה להסביר בדיווחיו מהמעבר של 1761 את אפקט הטיפה השחורה (באנגלית: Black Drop) האפקט נראה לעין ברגע שצלליתה של נוגה נמצאת בשוליה של דיסקת השמש. למתבונן במעבר נראה כי נוגה מושכת אחריה שובל של טיפת דיו שחורה, טיפה שנעלמת לאחר מספר דקות, אך קיומה מקשה לדעת בדיוק מתי סיימה נוגה את "המגע" עם דיסקת השמש. לומונסוב טען, כי אפקט "הטיפה השחורה" מצביע על קיומה של אטמוספירה על נוגה. הייתה זו עדות ראשונה לכך שגם לפלנטות אחרות יש אטמוספירה והדמיון בינן לבין הארץ הוא רב יותר ממה שחשבו. במעבר של 1882 השתמשו אסטרונומים אמריקאים בשיטת תצפית חדשה בשם ספקטרוסקופיה, על-מנת לזהות את מרכיבי האטמוספירה של נוגה, אבל רק בתקופת חקר החלל המודרני, בשנות ה- 60וה-70 של המאה העשרים, הבינו החוקרים כי האטמוספירה של נוגה מורכבת בעיקר מפחמן דו-חמצני, עובדה הגורמת לאפקט חממה מוגבר על כוכב הלכת, ולטמפרטורות של מעל 400 מעלות צלזיוס על פניו. כיום אנחנו יודעים שתרומתה של האטמוספירה של נוגה לאפקט הטיפה השחורה זניח, וכי הגורמים העיקריים לאפקט זה הם האטמוספירה של כדור הארץ, שמטשטשת את צלליתה של נוגה וצלע דיסקת השמש, העקיפה (דיפרקציה) בטלסקופ, ובשל האפלת השפה (limb darkening) בשמש.

מסעו של ג'ימס קוק לטהיטי

ציור של הספינה אנדואבר שבה הפליג קפטן קוק.

ב-1769 נשלח קוק (ראו איור משמאל) עד לטהיטי על-מנת לצפות בליקוי. המסע אורגן ע"י האגודה המלכותית, הארגון הבריטי הרציני ביותר למדעים, והצי הבריטי, שקפץ על המציאה לשלוח נציג משלהם אל האזור הלא מוכר של דרום האוקיינוס השקט. קוק, שנבחר למשימה, הראשונה שלו כקפטן, היה ימאי מעולה, בעל הכשרה באסטרונומיה וחייל רציני וממושמע. הוא היה בעל ניסיון בתצפיות אסטרונומיות (הוא צפה קודם לכן בליקוי חמה), ובהפלגות אל הלא נודע. אל המסע המדעי נוסף גם מימד פוליטי: מלבד ההוראות מהאגודה המלכותית, קוק קיבל גם הוראות סודיות מהצי, לחפש אחר היבשת הדרומית האגדית ולייצג שם נאמנה את האינטרסים הבריטים. כידוע, המאבק על ההגמוניה באוקיינוסים היה בעיצומו מול האויב הצרפתי. ואכן, מלבד המעבר של נגה, עסק קוק גם במיפוי של מקומות חדשים ומופלאים כמו טהיטי וניו-זילנד ועמל לחזק את הקשרים של בריטניה הגדולה עם התושבים המקומיים.

בנות טהיטי כפי שצוירו ע"י המשלחת של קפטן קוק.

הקשרים עם התושבות המקומיות של טהיטי זכו בכלל להצלחה גדולה והיו חמים מאד. אולי חמים יותר מדי. הבחורות הצעירות, מסתבר, פיתחו תשוקה עזה לחפצים נוצצים, דוגמת זכוכיות וחפצי מתכת. מסמרי ברזל, שהיו בשפע על הסיפון, היו חביבים עליהן במיוחד. מלחי הספינה, שהקשרים החמים עם תושבות האי עמדו בראש סדר העדיפויות שלהם, לטשו עיניים אל מסמרי הספינה על מנת להשקיט את תאבונן של נשות האי. אך קפטן קוק היה מודע לביקוש הרב למתכת והוא גם הכיר היטב את סיפורה שלה-"דולפין". הלה הייתה הספינה האירופאית הראשונה שעגנה בטהיטי רק שנתיים קודם לכן, וכאשר הפליגה בחזרה לאנגליה, היא כמעט והתפרקה בעקבות מחסור חמור במסמרים בין לוחות הקרשים שלה... קוק אסר על סחר חליפין בחפצים הנוצצים, ואפילו הטיל עונש מלקות קשה על אחד מהעבריינים האמיצים, שהעזו להמרות את פיו. אף על פי כן, הביא עמו קוק חבית מסמרים עודפת, רק ליתר ביטחון.

אוהל התצפית של ג'ימס קוק בהאיטי.
איור של נוגה חוצה את שפת השמש כפי שצויר ע"י חברי המשלחת של קפטן קוק.

בספינה אנדואבר (Endevour, ראו איור משמאל) נמצא גם בחור צעיר ועשיר בשם ג'וזף בנקס, שבמקום לנסוע למסע באירופה כמו בני גילו, רצה לצאת למסע סביב העולם. הוא גם היה מוכן לשלם כסף רב עבור התענוג... בניגוד לטיילים אחרים, ניצל בנקס את שהותו בטהיטי לעבודה מדעית מאומצת: הוא שב לאנגליה עם כ-30,000 זני צמחים שונים, כ-1,000 סוגי בעלי-חיים ואיורים ותיאורים ללא סוף. הוא גם שב לאנגליה עם שניים מבני טהיטי כדוגמאות חיות לתושבי המקום, אם כי נראה שהשניים לא נחטפו, אלא היו להוטים בעצמם לנסוע בימים אל הלא נודע. תשע שנים מאוחר יותר, מונה בנקס, הצעיר ההרפתקן והרומנטיקן שהפך לחוקר ארצות מדופלם, לראש האגודה המלכותית, ועמד בראשה במשך 32 שנהעד מותו ב-1820.

המדידות עצמן, נערכו בצפון האי, בחוף שנקרא עד היום "נקודת ונוס" (Point Venus) קוק הקים שם מבצר זמני, כדי שהמקומיים לא יגנבו את הציוד היקר שהביא עמו מאנגליה. בטרם הגיע יום המעבר, ב-3 ביוני, הוא שלח עוד שתי קבוצות תצפית לאיים שכנים, רק כדי שענן חולף לא יהרוס מסע מושקע כל כך. אבל ביום עצמו, שום ענן לא נראה באופק והן קוק והן האסטרונום הראשי שלו, צ'רלס גרין, צפו במעבר ותעדו אותו היטב. קוק היה מודאג אמנם מאפקט הטיפה השחורה שמקשה על הצופה לקבוע במדויק מתי מסיימת צלליתו של נוגה להיכנס אל אזור דיסקת השמש, אבל מדידותיו שלו ושל גרין היו מעולות, וב-1776 נבחר קוק עצמו לאגודה המלכותית על-סמך תגליותיו ותרומתו למדע. צ'רלס גרין, אגב, נפטר בדרך בחזרה לאנגליה, בג'קרטה של היום, ולא זכה להנות ממאמציו.

חישוב מרחקים

סך-הכל הוגשו כ-600 מאמרים שעסקו בתצפיות, מדידות וחישובים אודות מרחק הארץ מהשמש. המחקר המדויק ביותר היה של האסטרונום תומס הורנסבי (Hornsby) מאוניברסיטת אוקספורד, שהסתמך בחישוביו על חמש מדידות בלבד – לפלנד (הכומר מקסימיליאן הל), חצי האי קולה, בין הים הארקטי לים הלבן, בצפונה של רוסי (סטפן רומובסקי), מפרץ הדסון בקנדה (וויליאם וואלאס), קליפורניה (ז'אן-בפטיסט שאפ), וטהיטי (ג'ימס קוק וצ'רלס גרין). היחידה האסטרונומית על-פי הורנסבי – כלומר המרחק בין הארץ לשמש – הינו 151 מיליון ק"מ, מספר גדול אך במעט מהערך הנוכחי של 149,597,870.691 ק"מ.

זוג המעברים במאה ה-19

אסטרונום סיימון ניוקומב (Simon Newcomb) שחישב את המרחק בין כדור הארץ לשמש באמצעות המדידות של המעברים ב-1774 ו-1882.
צילום של מעבר נוגה על פני השמש כפי שצולם בשנת 1882.
שער המגזין הנפוץ Harpers Weekly משנת 1882 – ילדים מתבוננים בטרנזיט של נוגה באמצעות זכוכית מפוחמת. צפייה בשמש באמצעות זכוכית מפוחמת אסורה בהחלט ועלולה לגרום לנזק בלתי הפיך לעין (דבר שעלול להסב נזק בלתי הפיך לעין - ראו: כללי בטיחות בתצפית שמש).


זוג המעברים הבא התרחש ב-1874 וב-1882. הפעם היו אלה אסטרונומים אמריקאים שהובילו את מסעות המחקר. הבדל נוסף בתצפיות הייתה המצלמה – לראשונה לא היה צורך להסתמך על כושר הציור של הצופה. גם הציבור הרחב החל להתעניין בתופעה, ועיתוני התקופה דיווחו על צופים רבים שהביטו במעבר מבעד לזכוכית מפוחמת לאורכה ולרוחבה של ארה"ב (דבר שעלול להסב נזק בלתי הפיך לעין - ראו: כללי בטיחות בתצפית שמש).

בתום התצפיות והחישובים קבע האסטרונום האמריקאי סימון ניוקומב (Simon Newcomb) שהמרחק בין הארץ לשמש עומד על 149,157,518 ק"מ, מספר השגוי רק בכשליש האחוז מהערך המדויק הידוע כיום.

בטרם החלו התצפיות במעבר של 1882, הרהר אסטרונום אמריקאי אחר, וויליאם הרקנס (William Harkness) על המימד ההיסטורי באירועי מעבר:... "אנו בערבו של המעבר השני בזוג, שלאחריו לא יהיה [מעבר] נוסף עד שהמאה העשריםו אחת של תקופתנו לא תזרח על פני הארץ, והפרחים של יוני יפרחו ב-2004. כאשר עונת המעברים האחרונה החלה, העולם המשכיל התעורר מתנומת הזמן, והפעילות המדעית המופלאה, שהובילה לידע הנוכחי והמתקדם שלנו, רק החלה. מה יהיה מצב המדע כאשר עונת המעברים הבאה תגיע, רק אלוהים יודע. אפילו ילדיהם של ילדינו לא יחיו כדי לקחת חלק באסטרונומיה של היום ההוא. ובאשר לנו, נאלץ להסתפק בהווה..."

והיום...

לידיעת ד"ר הרקנס, מצב המדע והטכנולוגי המאפשר למדוד את מרחק כדור-הארץ לשמש בעזרת אמצעים מודרניים דוגמת גלי רדיו ומכ"מ, ואנו יודעים את מרחקו של כדור-הארץ מהשמש עד כדי טעות של מטרים בודדים בלבד. העולם, כפי שעולה מהאסטרונומיה של ימינו, שונה לחלוטין מזה של קפלר והורוקס, קוק ולה-ג'נטי, ניוקומב והרקנס. אנו יודעים כיום שהשמש שלנו נמצאת בשוליה של גלקסיה, שהיא רק אחת ממאות מיליארדי גלקסיות אחרות ושהיא מתרחקת בקצב מואץ משכנותיה. אנו יודעים כיום על יחסות פרטית ויחסות כללית, על חלקיקים קוונטיים ואנרגיה אפלה. אנו אפילו שלחנו את המכשירים המדעיים שלנו עד לקצה מערכת השמש, התבוננו באמצעות טלסקופים משוכללים עד כמעט לקצה היקום, והנחתנו נציגים בשר ודם על-פני הירח. ולמרות זאת, כמו ג'רמיה הורוקס, גם אנחנו נלהבים מאותה תופעה קצרת מועד וייחודית, שמשנה באחת את מראה הקבוע והנצחי של השמש, ונעלמת כלעומת שבאה למאה ושלושים שנה נוספות.

תחזית לטרנזיטים

זמנים של טרנזיטים תלויים כאמור במיקום הצופה על כדור הארץ. מאחר ודיסקת כוכבי הלכת נגה וכוכב חמה גדולה יחסית זוויתית, ארוע הכניסה והיציאה מדיסקת השמש לוקח מספר דקות (ראו להלן). עבור טרנזיטים נהוג לציין מספר גדלים:

  • תחילת מגע ראשון (באנגלית: First Contact) הוא הזמן בו דיסקת כוכב הלכת נוגעת בשפת דיסקת השמש ואז מתחילים לראות את צל כוכב הלכת מופיע על פני דיסקת השמש.
  • סוף מגע ראשון או מגע שני (באנגלית: Second Contact) הוא הזמן בו דיסקת כוכב הלכת נכנסה במלואה לדיסקת השמש.
  • שיא הטרנזיט (באנגלית: Greatest Eclipse) הוא הזמן בו מרחקו הזוויתי של כוכב הלכת ממרכז דיסקת השמש מזערי.
  • תחילת מגע אחרון או מגע שלישי (באנגלית: Third Contact) הוא הזמן בו דיסקת כוכב הלכת נוגעת מבפנים בשפת דיסקת השמש.
  • סוף מגע אחרון או מגע רביעי (באנגלית: Fourth Contact) הוא הזמן בו דיסקת כוכב הלכת סיימה את יציאתה מדיסקת השמש והטרנזיט הגיע לסופו.

בנוסף נהוג לעיתים לציין את המרחק הזוויתי המזערי שבו כוכב הלכת נמצא ממרכז דיסקת השמש וכן את זוויות המצב שבו כוכב הלכת נכנס לשמש ויוצא ממנה.

טרנזיטים של נגה

הטרנזיט הבא של נגה יתרחשו ב 6 ביוני 2012 ויהיה ניתן לראות את סופו מישראל. זוג המעברים הבא ב 11 בדצמבר 2117 וב 8 בדצמבר 2125. רשימה מלאה של טרנזיטים ניתן למצוא בדף הליקויים של מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב בקישורים החיצוניים.

הטרנזיט של ה-6 ביוני 2012

מפה של כדור הארץ ועליה מסומנים האזורים שמהם ניתן לראות את כל או חלק מהטרנזיט של נגה שיתרחש ב 6 ביוני 2012. מישראל יהיה ניתן לראות את סוף הטרנזיט ויציאת נגה מדיסקת השמש. המפה באדיבות אתר הליקויים של מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

כאמור הטרנזיט הבא של נגה יתרחשו ב 6 ביוני 2012. במפה משמאל מסומנים האזורים על כדור הארץ שמהם ניתן לראות חלק או את כל הטרנזיט. טרנזיט זה יראה מתחילתו ועד סופו מהאוקינוס השקט וצפון מזרח אסיה. מישראל יהיה ניתן לראות את סופו של הארוע.

ב 6 ביוני 2012, עבור צופה מישראל השמש תזרח בשעה 05:34 (זמן ישראל, שעון קיץ, UTC+3) באותו זמן הארוע יהיה בערך כשעה לאחר שיא (אמצע) הטרנזיט וכשעתיים לפני סופו. בשעה 07:37 (זמן ישראל, שעון קיץ) שפת הדיסקה של נגה תגיע לשפת דיסקת השמש (תחילת מגע אחרון) וכ-17 דקות מאוחר יותר בשעה 07:55 דיסקת נגה תעזוב את דיסקת השמש (סוף מגע אחרון).

בטבלה הבאה ניתן למצוא זמנים מדויקים עבור צופים מנקודות שונות בישראל:

זמני המגעים בטרנזיט של נגה ב-6 ביוני 2012 עבור צופה מישראל
אתר תחילת מגע אחרון (זמן מקומי, UTC+3) סוף מגע אחרון (זמן מקומי)
תל-אביב 07:37:41 07:55:15
ירושלים 07:37:40 07:55:14

טרנזיטים של כוכב חמה

בטבלה הבאה מופיעים הזמנים עבור טרנזיטים של כוכב חמה עבור צופה גאוצנטרי בין שנת 2007 לשנת 2050 - כל הזמנים ניתנים בזמן ישראל (UTC+2) במקרה של שעון חורף ו UTC+3 במקרה של שעון קיץ.

טרנזיטים של כוכב חמה בין שנת 2007 לשנת 2050
תאריך תחילת מגע ראשון סוף מגע ראשון שיא הטרנזיט תחילת מגע אחרון סוף מגע אחרון מרחק מזערי ממרכז השמש (שניות קשת) האם ניתן לצפייה מישראל
09 במאי 2016 14:12 14:15 17:57 21:39 21:42 318.5 תחילת הטרנזיט יראה מישראל
19 בנובמבר 2019 14:35 14:37 17:20 20:02 20:04 75.9 תחילת הטרנזיט יראה מישראל
13 בנובמבר 2032 08:41 08:43 10:54 13:05 13:07 572.1 יראה במלואו מישראל
07 בנובמבר 2039 09:17 09:21 10:46 12:12 12:15 822.3 יראה במלואו מישראל
07 במאי 2049 13:03 13:07 16:24 19:41 19:44 511.8 תחילת הטרנזיט יראה מישראל

צפייה בטרנזיטים

הקרנת השמש באמצעות SunGun בארוע נוגה 2004 של המועדון האסטרונומי של אוניברסיטת ת"א. בשיטה זאת נעשה שימוש בטלסקופ שובר אור קטן (במקרה זה במפתח של 60 מ"מ) והקרנת דמות השמש על גבי ניילון לבן המודבק לקופסת נעלים. בתמונה ניתן להבחין בדמות של כוכב הלכת נגה על פני דיסקת השמש במהלך הטרנזיט בשנת 2004.


צפייה בשמש ללא אמצעים מיוחדים היא מסוכנת ועלולה לגרום לנזק בלתי הפיך לעין - לתצפית בטוחב בשמש ראו: כללי בטיחות בתצפית שמש ומאמר מורחב בנושא: תצפית בשמש.

צפייה בטרנזיטים של נגה וכוכב חמה היא קלה יחסית אך חובה לעשות שימוש באמצעי הגנה מתאימים כגון פילטרים מיוחדים או הקרנת השמש על גבי מסך. השימוש באמצעים מאולתרים כגון זכוכית מפוחמת הוא מסוכן ועלול לגרום לנזק בלתי הפיך לעין.

ראו גם

הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית

מחברים


דוד פולישוק ערן אופק