Přehled pozorování přechodů Venuše

1631

První přechod Venuše teleskopické éry, jež nastal měsíc po tranzitu Merkuru, nebyl pozorovatelný z celé Evropy. Jeho konec při východu Slunce bylo možné sledovat jen z jihovýchodních zemí - od Rakouska po Řecko či Itálii. Kepler tento tranzit připomněl ve spisu Admonitio ad astronomos, rerumque coelestium studiosos, de raris mirisq (1629), sám se o jeho sledování pokusit už ale nemohl; zemřel přesně rok před tímto tranzitem. Kepler také určil periodu opakování tranzitů na 120 roků. Pierre Gassendi, kterému se vydařilo dřívější pozorování Merkuru, se o pozorování tranzitu Venuše snažil, měl ale smůlu: z jeho Paříže nebyl úkaz vidět, nad obzor vyšla obě tělesa až po úkazu. První zachytitelný tranzit tedy nikdo neviděl, astronomové zcela ostrouhali.

1639

Přechod tohoto roku Kepler pro nepřesnosti ve svých tabulkách neuvedl, ač uvedl tranzit následující o sto dvacet let později. Datum tranzitu se ale podařilo podle jiných - Lansbergových - tabulek spočítat Jeremiahu Horrocksovi (1619-1641). Dnes víme, že právě on jako první člověk v dějinách sledoval tranzit Venuše, a to 24. listopadu 1639 (podle juliánského kalendáře, jenž tehdy v Anglii platil) v lancashirské vesničce Much Hoole severovýchodně od Liverpoolu. A že zrovna Angličan? Tranzit byl totiž při západu Slunce vidět jenom ze západní Evropy.

Horrocks (či Horrox, v latinizované podobě Horrocius) úkaz pozoroval krátce před západem Slunce projekční metodou. Traduje se, že farář Horrocks svá pozorování musel odložit a nejprve se věnovat svým pastoračním povinnostem. I kdyby tehdy už opravdu farářem byl (sám píše pouze to, že při čekání na tranzit musel několikrát odběhnout v naléhavé pracovní záležitosti), konec úkazu neviděl jednoduše proto, že Slunce spolu s Venuší zapadalo a Horrocksovi tak bylo dopřáno pozorovat tranzit jen 35 minut. Zda o počátek úkazu přišel opravdu kvůli modlitbám, není zcela jasné. Faktem ale je, že svá pozorování začal zaznamenávat až tři minuty po druhém kontaktu. Zato ale mohl na vlastní oči vidět, že úhlový průměr planety je podstatně menší, než bylo tehdy předpokládáno - ale důležitější bylo, že pozoroval opravdu kotouček. I Venuše je tedy fyzikální těleso.

1761

Tranzit pro tento rok spočítal opět již Kepler, a to na základě svých Rudolfínských tabulek, vypracovaných pro císaře Rudolfa II.

Z Evropy byl úkaz viditelný v celém průběhu jen v severovýchodní části (např. ve Finsku či na Ukrajině).

Astronom de l’Isle, který přišel o čtyřicet roků před tranzitem s novou možností měření solární paralaxy, rozeslal svou předpovědní mapu viditelnosti tranzitu více než stovce svých kolegů. Pozorování je pak v tomto roce více-méně doloženo u osmdesáti pozorovatelů či výprav. Naproti tomu Woolf stejně jako Teets uvádí o polovinu vyšší počet pozorovatelů, kteří byli toho roku úspěšní a Newcomb uvádí 62 pozorovacích míst, kde byl jev úspěšně sledován - některá z nich pro toto pozorování určil dokonce už Halley o 50 let dříve. Podle jiných údajů to bylo až 176 pozorovatelů na 117 místech.

Spolu s prvními relativně přesnými určeními hodnoty astronomické jednotky (z opozice Marsu roku 1672 Richerem a Cassinim) byly velké vědecké expedice, které se vydaly za pozorováním přechodů Venuše roku 1761 a 1769, prvními příklady moderní "velké vědy". Tyto expedice a jejich protagonisté navíc poskytují dodnes zajímavé astronomické i lidské příběhy.

Tak třeba francouzský astronom Jean Chappe d‘Auteroche (1728-1769) chtěl měřit přechod Venuše v sibiřském Tobolsku. S oficiálním pozváním od carevny Alžběty I. opustil se svou expedicí Paříž sedm měsíců před úkazem, v listopadu 1760. Profesor astronomie Donald Fernie popsal výpravu takto: "Během prvních osmi dní strastiplné cesty z Paříže do Štrasburku se rozbila všechna optika v Chappeho přístrojích a jeho zavazadla byla zničena." Aby získal nové přístroje, chytil loď plující po Dunaji z Ulmu do Vídně. Odsud dorazil 22. ledna do Varšavy. Ve Varšavě jeho výprava přesedlala na koňské sáně. Na nich se dostali 17. března do Moskvy. Poté, za stálého mrazu, překonali Ural. Do Tobolsku se v té době nedostali, protože cesta vedla bahnitým terénem, a nebylo možné se tam před roztáním sněhu dostat. Chappe sem dorazil až uprostřed dubna. Trvalo mu to 5 měsíců a nakonec se dočkal a pořídil měření, která sloužila následujících sto let.

Další dvě francouzské výpravy směřovaly do Indického oceánu a do Indie - vedli je Alexandre Gui Pingrée (1711-1796) a Le Gentil (celým jménem Guillaume Joseph Hyacinthe Jean-Baptiste Le Gentil de la Galaisière) (1725-1792). Pingréeho výprava měla smůlu: pršelo, jen na konec úkazu se vyjasnilo. Le Gentilova výprava měla ovšem smůlu daleko větší. Nejprve musela urazit pořádný kus cesty: když dorazila na Mauritius, kvůli válce s Anglií tu museli čekat, až se cíl jejich cesty - indické Puttuččéri (Pondichéry) - vymaní z anglického obléhání. Když se tak stalo, vydali se k cíli; předtím ale Le Gentil ještě prodělal nemoc. Monsun je při následné plavbě sice zahnal jinam, ale nakonec přistáli u indického pobřeží - jen pro to, aby se dozvěděli, že Puttuččéri bylo dobyto Angličany. Vrátili se tedy na východ od Madagaskaru, na Mauritius. Tam už doplout nestihli, a tak Le Gentil sledoval úkaz z kývající se paluby uprostřed oceánu a nemohl vůbec pomýšlet na přesná měření, za kterými se sem vydal.

Svá pozorování z Vídně do celosvětové kampaně připojil i ředitel vídeňské hvězdárny Maximilián Hell (1720-1792), jehož jméno je spjato se slovenskou astronomií. Protože ale nebylo po celou dobu úkazu jasno, nepočítal Hell vůbec paralaxu. Zato se mu podařilo objasnit do té doby nevyřešenou otázku možné existence Venušina měsíce. Dosavadní domnělá pozorování satelitu vysvětlil roku 1765 jako optický klam.

Z Londýna úkaz pozoroval zdatný konstruktér dalekohledů James Short (1710-1768), jehož metoda pozorování tranzitu (1761) a následného získání údaje o paralaxe odpovídala stejné metodě Halleyově.

Významným pozorovatelem tranzitu se v tomto roce stal i všestranný ruský učenec Michail Lomonosov (1711-1765). Svá pozorování z Petěrburku sepsal v pojednání Javlenije Veněry na Solnce nabluděnnoje (1761). Právě Lomonosovovi vděčíme za popis efektu černé kapky a za dedukci, že Venuše má atmosféru (s názorem na existenci atmosféry přišel již předtím Halley).

1769

Druhý přechod Venuše v 18. století se odehrál roku 1769. V Evropě byl vidět celý pouze za polárním kruhem. Na západním pobřeží Evropy během úkazu Slunce právě zapadalo.

Potřeba zpřesnění paralaxy Slunce v té době vzrostla, žádné války výjimečně astronomii neumlčovaly, a tak astronomické velmoci i menší astronomické mocnosti vyslaly mnoho výprav. Počet známých pozorovatelů odpovídal předchozímu tranzitu. Woolf uvádí soupis dokonce 150 úspěšných pozorování. Některé z výprav ale stihla velká smůla. Chappe odcestoval na pozorování tohoto přechodu na Baja California. Po úspěšném pozorování chtěl zůstat ještě na pozorování zatmění Měsíce o půldruhého měsíce později. Mezitím ale onemocněl tyfem a zemřel. Le Gentil, jehož výprava do indického Puttuččéri na tranzit v roce 1761 skončila na Mauritiu, chtěl tentokrát úkaz sledovat z Filipín. Smůla se jej ale nehodlala pustit a jeho trampoty se dále stupňovaly.

Byl z Filipín odvolán do (opět Francouzy obsazeného) Puttuččéri. Vrátil se tedy poslušně do Indie, na troskách francouzských budov si postavil svou pozorovací techniku a vyčkával na pozorování tranzitu. Počasí ale bylo jiného názoru, a tak Le Gentil mohl vidět jen zataženou oblohu. Neuvěřitelná smůla… A pak, po dva roky trvající cestě zpět do Francie, po jedenácti a půl letech na cestách, navíc zjistil, že je prohlášen za mrtvého a jeho dědici si úspěšně dělí jeho majetek. Není divu, že Le Gentil zapomněl raději na cestování, dobře se oženil a zbytek života strávil spokojeně na pařížské hvězdárně.

Angličané vyslali toho roku 69 (!) expedic. Úspěšně dopadl třeba kapitán James Cook (1728-1779), který spolu s Charlesem Greenem přechod pozoroval z Tahiti (místo jeho pozorování se dodnes jmenuje Point Venus), kam doplul na své lodi Endeavour. Ještě dnes je jeho pozorovatelský počin vyobrazen na tahitských poštovních známkách.

Tranzit pozorovali i tři americké expedice vyslané do Pensylvánie, na Cape Henlopen v Delaware a do Filadelfie. Z amerických kolonií přišla později i varovná zpráva pro příliš zanícené pozorovatele: skvělý americký astronom David Rittenhouse (1732-1796) byl po prvním kontaktu tak rozrušen, že u dalekohledu omdlel - zřejmě i následkem předchozího přepracování. I když jej rychle vzkřísili, nestihl provést všechna zamýšlená měření.

Jedním z pozorovatelů tranzitu 1769 byl opět Maximilián Hell, který si jako věhlasný astronom mohl dokonce vybrat, jakou expedici povede. Rozhodl se pro výpravu financovanou dánským královským palácem, jejímž cílem byl laponský ostrov Vardö na 71. stupni s. š., na dohled od dnešního norského pobřeží Barentsova moře. Na výpravu se vydal se svým asistentem, Jánem Šajnovičem (1733-1785). Šajnovič vedl deník výpravy a cestou se zabýval kromě očekávatelného sledování podnebí a přírody i výzkumy lingvistickými, dokazujíce, že laponština patří mezi stejné jazyky jako jeho rodná maďarština.

V cíli své cesty, na ostrově Vardö svou provizorní hvězdárnu stavěli za polární noci a svitu pochodní. Vlastní úkaz s oběma jezuity sledoval ještě Jens Finne Borchgrevink (Borgrewing) (1736-1819), který krátce předtím studoval u Carla Linného a pro Hella byl vlastně domorodým průvodcem i tlumočníkem. Poté, co strávil nějakou dobu s dvěma jezuity, byl Borchgrevink dva roky nato vysvěcen na kněze. Po celou dobu úkazu sice jasno nebylo, ale na všechny čtyři kontakty se na ně usmálo štěstí; a oba jezuité to pochopitelně interpretovali jako znak božího milosrdenství.

Výsledky získané v extrémních povětrnostních podmínkách byly ale často zpochybňovány, přestože jejich hodnota 8,70˝ je z dnešního pohledu přesnější než u ostatních měření té doby. Důvod k pochybnostem zavdala hlavně sedmiměsíční prodleva mezi pozorováním a jejich publikováním, která mohla ukazovat na vyčkávání výsledků svých kolegů. To si ostatně myslel i slavný francouzský astronom Joseph Jérôme Lefrançois de Lalande (1732-1807), který o průběhu Hellovy expedice nic nevěděl - ostatně ani nemohl, expedice byla tajná. Královská podmínka totiž zněla: Hell o expedici nesmí informovat své evropské kolegy, dokud o výsledcích nezpraví dánského a norského krále Kristiána VII. A tak nepřekvapí, že Hell s Lalandem si navzájem napadali své výsledky pozorování tranzitu.

Pravost Hellova pozorovacího deníku zkoumali mj. Littrow a Encke. Po Hellově smrti Lalande couvl a napsal dokonce na Hella chvalozpěv. Podezření ale přetrvávalo a až o více než sto let později Hella definitivně očistil jiný velikán astronomie, Simon Newcomb.

Ruská Akademie pozvala na popud carevny Kateřiny Veliké několik významných astronomů, aby na ruském území tranzit pozorovali. Do Ruska odcestoval např. J. Lexell ze Švédska či Leonhard Euler ze Švýcarska - ten však byl v té době již slepý.

Dohromady tak astronomové 18. století uskutečnili bezmála tři stovky pozorování, kterými precizovali hodnotu vzdálenosti Země od Slunce. Encke v letech 1824 a 1835 z dosud získaných pozorování odvodil hodnotu sluneční paralaxy 8,578˝ s chybou 0,4 %. Tato hodnota se liší pouze o 0,2˝ (tedy o 2,5 %) od hodnoty této základní astronomické konstanty (8,794˝). Enckeho hodnota byla uznávána až do poloviny 19. století, kdy ji zpřesnila pozorování Měsíce.

1874

Dva poslední přechody Venuše, které nemají žijícího pamětníka, nastaly v letech 1874 a 1882. Pro astronomii bylo velkým štěstím, že se odehrály v době obrovského rozmachu fotografie. Pro oba dva tranzity 19. století je tak užití klasické moderní fotografie zcela samozřejmé. Tím se pozorování stala objektivnějšími - při použití přesných chronometrů se dala napozorovaná data později znovu vyhodnotit a výsledky nebyly tolik závislé na subjektivních pozorovacích záznamech. Přesto data získaná některými výpravami z vizuálních mikrometrických pozorování byla přesnější než ta, která byla určena z fotografií. Hlavní ale bylo, že se pozorovatelé nemusili spoléhat na určení okamžiků vnitřních kontaktů, které bylo vinou efektu černé kapky zcela nespolehlivé.

Ve střední a západní Evropě přechod Venuše roku 1874 nebyl vidět; během východu Slunce bylo možné úkaz sledovat např. z Turecka a celý úkaz byl vidět z Indie, Číny, Japonska nebo Austrálie.

Tento tranzit byl testem pro použité přístroje a postupy - ty mohly být ještě před druhým úkazem 19. století patřičně vyladěny. Pozorovatelé měli přitom k dispozici buď zcela nové či výrazně zdokonalené typy přístrojů. Ale ani ty nepomohly překonat největší svízel astronomů všech dob - nepřízeň počasí. Na zataženou oblohu doplatily výpravy na Sibiř a ani na většině míst Japonska a Číny nebylo v den tranzitu zcela jasno.

Angličané na tento tranzit zorganizovali pozorování na dvanácti místech, která mělo obsadit všehovšudy pět expedic. Organizování se ujal sám královský astronom sir George Airy (1801-1892). Výpravy zamířily na Havaj, do Egypta, na Nový Zéland, na Kerguelény (souostroví v jižní oblasti Indického oceánu) a k Mauriciu.

Na území Ruska bylo 24 pozorovacích míst, zatímco Francouzi zorganizovali šest výprav (do Pekingu, Japonska, Vietnamu, do středu Atlantiku a dvě k Novému Zélandu).

Z napozorovaných dat byla různými astronomy spočtena hodnota sluneční paralaxy v rozmezí 8,75˝ a 8,884˝.

1882

Poslední tranzit s jedničkou na začátku letopočtu byl vidět z Evropy jen částečně. Při západu Slunce bylo možné sledovat jeho počátek v západní a střední Evropě. Celý přechod byl pozorovatelný z východní poloviny USA a z Jižní Ameriky. Ve Spojených státech se jev těšil veliké popularitě - i obyčejní lidé si chtěli dopřát potěšení ze zřídkavého úkazu.

Výraznou roli při organizaci expedic proto převzali američtí astronomové. Osm amerických výprav bylo sestaveno hned v roce 1874, organizovala je Komise pro přechod Venuše, které předsedal Simon Newcomb (1835-1909). Americký Kongres pro ně vyčlenil - tehdy neuvěřitelných - 177 tisíc dolarů. I když Newcomb výsledky pozorování z roku 1874 považoval za neuspokojivé pro zásadní nedostatky v použité metodě, po přímluvě astronoma Williama Harknesse vyčlenil Kongres roku 1882 částku 10 tisíc na zdokonalení použitých přístrojů a 75 tisíc na vyslání dalších osmi expedic. Newcomb byl pověřen vedením expedice na Mys Dobré naděje v Jižní Africe a Asaph Hall (1829-1907) vedl expedici do texaského San Antonia.

Ani jiné státy nezůstaly s výpravami pozadu. Angličané vyslali přes deset expedic, Francouzi osm. Přidalo se i Dánsko, Brazílie a Německo (4 výpravy). I když expedic bylo veliké množství, získané výsledky příliš uspokojivé nebyly. Hodnota paralaxy podle nich kolísala od 8,82˝ do 8,87˝ s chybami udávanými v řádu setin obloukové vteřiny, což představovalo chybu kolem 0,3 %; tato nejistota byla jen nepatrně nižší než o sto let předtím! To podle Grusse vedlo na přelomu 19. a 20. století k závěru, že sluneční paralaxa je s jistotou známa dosud jen na jedno desetinné místo, a to na hodnotu 8,9˝.

Pokud pozorování z 18. století dávala hodnoty paralaxy nižší (a tedy vzdálenost Země-Slunce přeceňovala), data získaná ve století devatenáctém paralaxu naopak o dost zveličila. Naštěstí ale byly k dispozici již jiné (a přesnější) metody, jak určit solární paralaxu. Tak třeba Hall určil roku 1862 solární paralaxu na základě měření Marsu jako 8,841˝, o třináct let později Galle z měření planetky Flora určil 8,873˝, za dalších šest let Gill z měření Marsu vyvodil hodnotu 8,78˝, roku 1900 pak Hinks z měření planetky Eros určil 8,806˝ atd.

Přechod Venuše roku 1882 byl poslední, do kterého byla vkládána odborná očekávání.

Článek je zkrácenou verzí textu, který vyšel v Astropisu Speciál 2012 a který si můžete celý stáhnout na webu Astropisu: Přehled pozorování přechodů Venuše (dokument PDF).

---

Astropis je časopisem pro všechny příznivce astronomie - od těch, kteří se rádi dívají občas na oblohu, až po profesionální astronomy, kteří si rádi přečtou populárně napsané přehledové články. Časopis přináší (na minimálně 44 stranách) popularizační přehledové články ze všech oblastí astronomie a i z příbuzných oborů přírodních věd jako je astrofyzika, částicová fyzika, kosmologie, fyzika plazmatu, astrobiologie či dějiny vědy. Ve čtyřech pravidelných číslech časopisu samozřejmě nemohou chybět rubriky a články věnované praktickému pozorování hvězdné oblohy, stejně tak jako novinky z vědy či recenze. Každoročně pak vychází monotématické speciální číslo věnované některé oblasti astronomie či speciálnímu jevu na obloze či v dalekém vesmíru. Společnost Astropis je kolektivním členem České astronomické společnosti a členům ČAS krom Astropisu dochází do schránek i samostatně neprodejný věstník Kosmické rozhledy.