Dibujo de Jeremiah Horrocks registrando el tránsito de Venus de 1639.
Después de la invención del telescopio de lentes por el germano Hans Lippershey, de su aplicación a la observación de los cielos por Galileo Galilei, y de la teoría heliocéntrica de Copérnico, entre los siglos XVI y XVIII, algunas de las grandes incógnitas que se tenían sobre el universo observable eran, ¿qué tan grande es el sistema solar en el que habitamos?, ¿qué tanto habría que viajar para llegar a otro mundo? Parte de las respuestas a estas preguntas comenzaron a ver la luz cuando, por allá de 1639, un joven astrónomo llamado Jeremiah Horrocks, de apenas unos 21 años de edad, observó el tránsito planetario de Venus con su telescopio, registrando, en dibujos, un evento tan poco común de la naturaleza.
Más adelante veremos porqué este tipo de eventos son tan especiales, pero antes, debemos mencionar que un tránsito planetario ocurre cuando un cuerpo celeste se cruza delante de otro, con notables diferencias en sus tamaños angulares. En la situación de un planeta transitando frente al Sol, el planeta aparece como un diminuto disco oscuro en movimiento que cruza lentamente frente al resplandeciente disco solar y sí, si lo había pensado, es algo similar a lo que ocurre con los eclipses solares, sólo que en ese caso quien está entre la Tierra y el Sol es la Luna y el bloqueo de la luz pude ser parcial o total.
En el sistema solar, los planetas capaces de desplazarse entre la Tierra y nuestra estrella son Mercurio y Venus, ya que son los únicos cuyas trayectorias se sitúan en el “interior” de la órbita terrestre.
Ambos tránsitos, el de Venus y Mercurio, son el mismo fenómeno, aunque con sutiles diferencias. La primera es la diferencia en sus tamaños angulares. Mientras que el disco de Venus tiene 61 segundos de arco de diámetro, equivalente a 1/30 del diámetro solar, el disco de Mercurio solo alcanza 12 segundos de arco, esto es, cinco veces más pequeño respecto a Venus. Además, ambos eventos ocurren con una frecuencia diferente, los de Mercurio a razón de trece tránsitos por siglo, y los de Venus a razón de trece por milenio.
Regresando a la pregunta inicial, fue el astrónomo inglés Edmund Halley, el mismo que descubrió el cometa Halley que pasa cerca de la Tierra cada 76 años, quien se dio cuenta de que el tránsito de Venus sería de mucha ayuda. Halley se percató de que al observar el tránsito de Venus desde distintas ubicaciones en la Tierra, se abriría la posibilidad de calcular la distancia al Sol mediante la aplicación del paralaje, técnica en astronomía utilizada para estimar distancias a cuerpos celestes cercanos. Fue así como durante los siglos XVIII y XIX muchas expediciones tuvieron el propósito de recabar los datos necesarios para determinar la distancia que había entre la Tierra y el Sol, y entre los demás planetas vecinos.
Formación del efecto de gota negra durante el comienzo del tránsito de Venus.
Antes de que Horrocks observara el tránsito de 1639, Johannes Kepler ya había predicho uno en 1631, como uno de los tantos éxitos que dieron sus leyes de movimiento; sin embargo, cometió errores en los cálculos, por lo que Horrocks entraría a la historia con la predicción del tránsito de 1639.
Para convencernos de la poca frecuencia con la que ocurren los tránsitos, el más reciente de Mercurio fue el de 2016, y el próximo será en 2039. Por otro lado, en los últimos cuatro siglos ocho tránsitos de Venus han ocurrido; es decir, ocurren a una razón de dos por siglo. El último fue el del año 2012 y los siguientes más próximos ocurrirán en 2117 y 2125, así que considérese afortunado quien pudo presenciar este evento.
La poca frecuencia con que podemos apreciar este fenómeno se debe a que deben cumplirse ciertas condiciones debidas a la geometría de las trayectorias de los planetas y del Sol. Si las trayectorias orbitales de Mercurio, Venus y la Tierra estuvieran perfectamente alineadas en el mismo plano, se producirían tránsitos de Mercurio y Venus con mayor frecuencia. En algunas ocasiones, desde nuestra perspectiva en la Tierra, cuando Mercurio y Venus están en una posición de conjunción inferior, es decir, cuando se alinean entre la Tierra y el Sol (siendo conjurior superior cuando los planetas están detrás de nuestra estrella), no cruzan directamente por el disco solar, sino que pasan ya sea al norte o al sur del mismo. El tránsito es visible cuando la conjunción inferior del planeta interior ocurre en uno de sus nodos orbitales, los cuales son los puntos en su órbita donde justamente cruza el plano de la órbita de la Tierra, solo en esta situación, el Sol, el planeta y la Tierra se encuentran casi en una línea recta, lo que permite la observación de este fenómeno.
Efecto de aureola de Venus en tránsito de Venus 2004 con el Telescopio Solar Sueco de 1m
ubicado en Roque de los Muchachos (La Palma, Instituto de Astrofísica de Canarias).
Efectos interesantes ocurren durante los tránsitos planetarios, uno de ellos es el llamado efecto de la gota negra. Justo después del momento de contacto aparente entre los discos del Sol y Venus, se observa como si el disco del planeta quedara pegado al extremo del disco solar durante unos breves segundos, experimentando una deformación que le confiere la apariencia de una gota negra, como se puede ver en la imagen. Esto ocurre tanto al inicio como al final del tránsito. Las causas del fenómeno de la gota negra radican principalmente en la distorsión de las imágenes provocada por la turbulencia atmosférica y en los efectos de difracción del telescopio, por lo que el observar este efecto dependerá de las condiciones atmosféricas y de la calidad de nuestro telescopio.
Otro efecto es el de la aureola de Venus. Durante ciertos momentos del tránsito, especialmente cuando Venus está cerca del borde del disco solar, es posible observar una aureola o anillo de luz alrededor del planeta. Este fenómeno se debe a la atmósfera de Venus refractando la luz solar.
Los tránsitos planetarios nos han permitido, entre muchas cosas, ver hacia el futuro en un área relativamente nueva en la astrofísica, la caza de exoplanetas. En 2012, mientras ocurría el más reciente tránsito de Venus, el telescopio espacial Kepler apuntaba a la constelación del Cisne, en el área conocida como Triángulo de Verano, formado por las estrellas Vega, Deneb y Altair, en busca de exoplanetas. Y es que en términos de luz, cuando ocurre un tránsito, hay disminución en la cantidad de luz que recibimos de la estrella huésped, esta variación es periódica y puede darnos información tal como el tamaño del planeta que está orbitando a la estrella, mientras con espectroscopía podemos estudiar los elementos presentes en la atmósfera del mismo.
Los tránsitos, estos minieclipses, se han consolidado como una de las técnicas en la detección de exoplanetas, en la búsqueda de planetas que están fuera de nuestro sistema solar, uno de cuyos fines es encontrar a aquellos que sean muy similares a la Tierra. Como podemos periódica ver, pasado, presente y futuro, persiguen un mismo propósito, permitir a la humanidad el descubrimientos y la exploración de nuevos mundos.
Más información:
-El tránsito de Venus.
https://www.nationalgeographic.es/espacio/el-transito-de-venus
-Jeremiah Horrocks y el tránsito de Venus. Naturaleza 62, 257–258 (1900).
https://doi.org/10.1038/062257a0
**Este artículo fue desarrollado durante las sesiones de trabajo de un grupo de estudiantes de licenciatura de la FCFM-BUAP que llevan a cabo prácticas profesionales, servicio social o tesis de licenciatura bajo la dirección de Raúl Mújica del INAOE. En este espacio estarán apareciendo otros más, no se los pierdan.
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