Назад

 

Пасаж на Меркурий на 9 май 2016 г.

 

 

Разширена версия на статията е публикувана в сп. „Природа“ на Акад. изд. „Проф. Марин Дринов“, бр. 1 / 2016 г.

 

Вечният танц на планетите и на техните спътници в космическото пространство често поражда удивителни небесни сцени – слънчеви и лунни затъмнения, взаимни съединения или паради на планетите и съединения на планети с Луната. Още по-интересни са окултациите – закривания на планети от Луната и пасажите – преминаванията на Меркурий или на Венера пред слънчевия диск. Един такъв спектакъл предстои да видим от нашата страна на 9 май 2016 г. – пасаж (или транзит) на Меркурий. Явлението ще може да се наблюдава във втората половина на деня, до залеза на Слънцето. Разбира се – трябва да разчитаме и на добри метеорологични условия.

 

Земята е трета по ред планета по отдалеченост от Слънцето – след Меркурий и Венера, затова астрономите често наричат първите две планети вътрешни. Като такива, обикаляйки по своите орбити, понякога се случва една от тях да премине точно между Слънцето и Земята. Тогава планетата се наблюдава като малко тъмно кръгче на фона на огнения слънчев диск. Защо обаче тези явления са сравнително редки? В Слънчевата система е дефинирана една основна равнина, наречена еклиптична – равнината на земната орбита. За наблюдател от Земята, проекцията на тази равнина върху небесната сфера е окръжност, наречена еклиптика, която преминава през дванадесетте популярни зодиакални съзвездия и през съзвездието Змиеносец. За наблюдател от Земята, в продължение на една година Слънцето прекосява всички тези 13 съзвездия, движейки се по протежение на еклиптиката. Орбитите на останалите планети са наклонени на неголеми ъгли спрямо еклиптичната равнина, но тези малки наклони са определящи за някои явления. Орбитата на Венера например е наклонена на 3° 24′ спрямо еклиптичната равнина, а орбитата на Меркурий – почти точно на 7°. Щом орбиталната равнина на някоя планета е под наклон спрямо еклиптичната, логично двете равнини ще се пресичат в обща права, преминаваща през Слънцето и наричана в астрономията линия на възлите. Ако следим дълго време движението на една планета по небето – в продължение на месеци или години, ще забележим, че понякога тя пресича еклиптиката, като или слиза под нея (южно), или се издига над нея (северно). Тогава казваме, че планетата преминава съответно през низходящия или през възходящия възел на своята орбита. За да може обаче да наблюдаваме пасаж на Меркурий пред Слънцето, трябва да бъдат изпълнени едновременно две условия. Първото е Меркурий да бъде в т.нар. долно съединение – да се намира в най-близката до Земята точка от своята орбита. Второто условие е, че в същия този момент, Меркурий трябва да преминава през възходящия или през низходящия възел на своята орбита, или поне да е близо до единия от двата. Ако тези условия са изпълнени, Слънцето, Меркурий и Земята се оказват подредени по права линия (която всъщност е продължение на линията на възлите на орбитата на Меркурий) и само тогава можем да видим малкия тъмен силует на планетата на фона на слънчевия диск. Двете условия се оказват едновременно изпълнени в определени години около датите 8 май или 10 ноември. Когато наблюдаваме пасаж около 10 ноември, Меркурий е във възходящия възел на орбитата си, т.е. пресича еклиптиката, издигайки се северно от нея. Такива ноемврийски пасажи се наблюдават през периоди от 7, 13 или 33 години. Когато наблюдаваме пасаж около 8 май, какъвто е случаят през 2016 г., Меркурий се намира в низходящия възел на орбитата си и прекосява еклиптиката, слизайки южно от нея. Пасажите през май се случват по-рядко – на всеки 13 или 33 години. При наслагването във времето на тези две серии от майски и ноемврийски пасажи, понякога се получават доста по-къси интервали между два последователни пасажа, например скоро след майски пасаж можем да наблюдаваме и ноемврийски. Такъв случай непосредствено предстои. Следващия пасаж на Меркурий ще бъде само 3.5 години след тазгодишния – на 11 ноември 2019 г. Тогава от България ще може да се наблюдава първата половина от явлението – до залез слънце. За време един век могат да се наблюдават общо около 13 пасажа на Меркурий.

 

 

Елементи на планетна орбита:

i – наклон на орбитата спрямо еклиптичната равнина (т.е. спрямо равнината на земната орбита).

O – Слънцето.

S₁ и S₂ – възходящ и низходящ възел – точките, в които планетната орбита пробожда еклиптичната равнина. Възлите лежат на права, минаваща през Слънцето – т. нар. линия на възлите.

π – перихелий, най-близката до Слънцето точка от планетната орбита.

Oπ – перихелийно разстояние и също – част от апсидната линия, свързваща перихелия π с афелия (невидим на фигурата).

γ – пролетната равноденствена точка.

Ω – дължина на възходящия възел. Това е ъгълът между посоката към пролетната равноденствена точка γ и възходящия възел S₁. Този ъгъл и наклонът i определят ориентацията на равнината на планетната орбита в пространството.

ω – параметър на перихелия. Това е ъгълът между отсечките Oπ и OS₁. Този ъгъл описва ориентацията на елиптичната орбита на планетата в собствената ѝ равнина (т.е. ъгълът между линията на възлите и апсидата на орбитата).

За да вижда планетата на фона на слънчевия диск, наблюдателят от Земята G трябва да се намира на продължението на линията на възлите S₂S₁ в момент, в който Меркурий преминава през по-близкия възел (S₁) или е близо до него.

 

 

Когато се говори за пасажи на Меркурий или на Венера, или за слънчеви затъмнения, често се споменава терминът контакт. При такива явления различаваме четири контакта, които са ключови моменти. Първи контакт имаме, когато дискът на планетата (в случая – Меркурий) се „допре“ външно до контура на слънчевия диск. След този момент, тъмният силует на планетата започва да прекосява контура и видимо да навлиза в диска на Слънцето. Точният момент на първия контакт е трудно да бъде регистриран на практика. Компютърни симулации за географското положение на София предвиждат, че първият контакт ще настъпи в 14^h 11^m 55^s. Далеч по-надеждно е визуалното определяне през телескоп на втория контакт – моментът, в който тъмното кръгче на планетата се „откъсва“ от вътрешната страна на контура на слънчевия диск, след което Меркурий ще продължи да навлиза още по-навътре. За наблюдател от София се предвижда втория контакт да настъпи в 14^h 15^m 05^s.

От нашата странна няма да можем да наблюдаваме края на явлението (контакти № 3 и 4). Пасажът ще завърши в 21^h 40^m 34^s за София. Цялата продължителност на явлението ще бъде 7 часа, 28 минути и 39 секунди, но Слънцето ще залезе в 20^h 19^m за Варна и в 20^h 36^m за София. От това следва, че наблюдател от района на София ще спечели близо 17 минути повече от продължителността на пасажа, което е предимство при фотографски наблюдения.

 

 

Характерни моменти на явлението за София. В моментите указани със * Слънцето е под хоризонта за наблюдателя

 

 

 

Характерни моменти на явлението за Варна. В моментите указани със * Слънцето е под хоризонта за наблюдателя

 

Нужно е да отправим традиционните предупреждения за защита на зрението и на фотографската техника от опасно силната слънчева светлина! Тъй като по време на явлението Меркурий ще бъде с ъглов диаметър само 12″, той няма да може да бъде забелязан на фона на слънчевия диск, ако наблюдаваме без увеличаващ образа прибор. С други думи, традиционните опушени на свещ стъкла или специалните защитни слънчеви филтри няма да са достатъчни за да забележим планетата, ако гледаме само през тях. Ще ни е нужна зрителна тръба с увеличение поне 30 пъти или по-добре – мощен телескоп, но задължително пред обектива на прибора трябва да се монтира специален защитен слънчев филтър. Слънчевите филтри пропускат много малка част от светлината – например 3 стохилядни от нея (0.003%) или дори още по-малко, която е вече безопасна за ретината на човешкото око. Не бива обаче да се доверяваме на всяко случайно попаднало ни тъмно стъкло. Желаещите да наблюдават явлението трябва предварително да проучат как могат да се снабдят със слънчев филтър. За целта би била полезна консултация с опитен наблюдател или приобщаване към група астролюбители, разполагащи с нужните средства за наблюдение.

 

 

Моментите на четирите контакта и на максималното приближаване на Меркурий до центъра на слънчевия диск – на 320″ от него в 17^h 55^m 51^s (по данни за София). В момента на максималното си приближаване Меркурий ще бъде на позиционен ъгъл 153.8°. Ако явлението се наблюдава или фотографира през телескоп на екваториална монтировка, Меркурий ще премине пред Слънцето по права линия – траекторията представена в червено

 

Пасажът на меркурий предлага едно предизвикателство за нашето пространствено мислене: Ако наблюдаваме или фотографираме етапите на явлението през телескоп монтиран на екваториална глава, ще видим, че Меркурий ще премине пред Слънцето по права линия. При екваториалната монтировка, за да може да се следи синхронно видимото движение на Слънцето към западния хоризонт, телескопът се върти бавно около т. нар. часова ос. Тази ос е насочена към северния небесен полюс и затова е наклонена към северния хоризонт на ъгъл, равен на географската ширина, на която се намира наблюдателя (около 43° за България). Поради това на всички наши снимки, северният край на слънчевия диск ще бъде винаги отгоре (тук игнорираме ефекта от обръщането на образа от оптиката на телескопа). Ако обаче снимаме явлението с телескоп на алт-азимутална монтировка или с фотоапарат и телеобектив, монтирани на обикновен фотографски статив, след наслагването на кадрите ще се окаже, че Меркурий е описал изкривена траектория на фона на Слънцето. Това е така, защото по обяд северния край на слънчевия диск е видимо отгоре, но малко преди залеза, видимо отгоре е вече североизточния, а не северния край на диска. С други думи, при видимото движение на Слънцето по небето през деня, наклонът на централния слънчев меридиан спрямо хоризонта се променя постоянно, като меридианът е перпендикулярен на хоризонта само по обяд. Но тъй като нашият фотоапарат е ориентиран правилно спрямо хоризонта през цялото време на явлението, то на снимка заснета преди залеза, северния край на слънчевиия диск ще е вече „завъртян“ надясно – на ъгъл, близък до този на гоеографската ширина на наблюдателя. Тогава видимото преместване на Меркурий на фона на Слънцето ще зависи не само от собственото движение на планетата, но и от това завъртане на слънчевия образ в алт-азимутално монтирания фотоапарат. Резултатът от съчетаването на тези две движения е видимо изкривената траектория на планетата.

 

 

Видимият път на Меркурий пред слънчевия диск, както ще изглежда ако явлението се наблюдава или фотографира през телескоп, монтиран на обикновен статив (т. нар. алт-азимутално монтиране – когато приборът се насочва чрез движения около вертикална и хоризонтална ос). В цветове са дадени последните положения на Меркурий, които ще могат да се наблюдават от България. В синьо е позицията на планетата в 20^h 19^m., когато Слънцето ще залезе за Варна, а в червено – позицията на планетата в 20^h 36^m., когато Слънцето ще залезе за София

 

 

Текст и фигури: П. Маркишки

 

 

Вижте също: Калкулатор за пасажите на Меркурий, наблюдавани от произволна точка от света