L' 8 Giugno 2004 saremo tutti con il naso per aria, telescopi con i filtri montati e puntati dritto verso il Sole per osservare uno dei più rari eventi dell' astronomia contemporanea: Venere che si staglierà come un dischetto nero davanti all' infuocato disco solare.
Approfittiamone perché l' ultima volta il fenomeno è stato visibile nel lontano 1882, si ripresenterà tra otto anni; poi, per buona pace di tutti noi, si farà ammirare di nuovo, solo dai nostri pronipoti.
Evento importantissimo, direte tutti! Senz' altro sotto l' aspetto della rarità e la spettacolarità, di nessuna rilevanza dal punto di vista astronomico. Ciò nonostante è un "must", è uno spettacolo che ognuno di noi dovrà osservare e riprendere con i propri mezzi, un evento da non perdere !

Il fenomeno non è solo piacevole, raro ed interessante ma, se facciamo un tuffo di due o tre secoli addietro ci renderemo conto di come il transito di Venere sia sempre stato uno dei fenomeni più importanti dell' astronomia, infatti esso è stato uno delle chiavi per determinare la lunghezza dell' Unità Astronomica; e conoscere la distanza della Terra dal Sole, significa misurare la distanza di tutti i corpi del Sistema Solare, determinare la massa dei pianeti, in altre parole, dare una scala all' Universo allora conosciuto

Venere transita davanti al Sole con una periodicità complessa ma che si ripete nel tempo; si alternano una fase di 121,5 anni, un secondo passaggio dopo otto anni, un terzo dopo 105,5 anni ed un' ultimo dopo altri otto anni, e così via il ciclo si ripete. La "corda" segnata dal passaggio del pianeta attraverso il disco solare può essere più o meno vicina al centro, a secondo della combinazione dei valori dei parametri orbitali. Per una descrizione precisa della geometria delle orbite, si faccia riferimento al libro di Maor citato in bibliografia.

La prima testimonianza dell' osservazione del fenomeno, l' abbiamo dal pastore inglese Jeremiah Horrocks (1619-1641), il quale predice ed osserva il transito il 4 Dicembre 1639, proiettando l' immagine del Sole su una parete preparata con scala graduata. Horrocks determina la posizione del nodo dell' orbita di Venere , ne stima il diametro apparente inferiore ad 1' d' arco e calcola la parallasse solare a 14" e corrispondente ad una distanza Terra-Sole di 95 milioni di chilometri.

Il progetto di sfruttare un transito di Venere, a modo di parallasse diurna, per determinare la distanza Terra-Sole è del grande astronomo Edmund Halley (1650-1742), ispirato allorché si trovava, il 7 Novembre 1677 all' isola di St. Elena, per osservare il transito di Mercurio. In verità egli ha ripreso un' idea, proposta in termini generali, dal matematico scozzese James Gregory (1638-1675), ma la caparbietà e la sua capacità di organizzatore lo indussero a sviluppare un piano operativo dettagliato ed una rete internazionale di osservazioni per i prossimi quarant' anni, coinvolgendo, nonostante i non buoni rapporti politici, anche la Francia e l' Olanda. Halley presentò il suo progetto, all' età di 60 anni, nel 1716, alla Royal Society britannica, ma non lo vide mai attuato, morì il 14 Gennaio 1742, diciannove anni prima del transito del 1761. Il suo testamento scientifico verrà raccolto e compiuto dall' astronomo Joseph-Nicolas Delisle (1688-1768), personaggio dalle molte conoscenze e dotato di grande capacità di coordinamento.

Il metodo
L' idea alla base del metodo si fonda sulla terza Legge di Keplero (1571-1630), la quale ennuncia "I quadrati dei tempi di rivoluzione di un pianeta intorno al Sole sono proporzionali ai cubi della lunghezza del semiasse maggiore dell' orbita". Matematicamente parlando, diremo che:

Dove R sono le distanze dei corpi dal Sole e T i loro periodi di rivoluzione.

Se da una parte il metodo è concettualmente molto semplice, noti che siano i periodi di rivoluzione della terra e di Venere e nota la distanza di Venere dal Sole, con una semplice proporzione si ricava la distanza della Terra dal Sole, ottenere la distanza di Venere è questione molto più complessa.
Secondo Halley, due osservatori, uno in Europa e l' altro nel sud del Pacifico, osservano Venere in proiezione sul Sole, con due angoli diversi. Nota la velocità angolare di Venere, misurata da ogni località la durata del transito si può determinare, la lunghezza dell' arco percorso dal pianeta e l' angolo sotteso visto da ognuno di esse. Dalla misura di quest' angolo e nota la lunghezza della base che separa le due località, è possibile risalire, per triangolazione, alla distanza di Venere. Semplice a dirsi. Tuttavia si richiede il massimo di precisione nella determinazione della posizione degli osservatori e degli istanti di contatto considerando che, anche nelle condizioni più favorevoli, l' angolo di parallasse è inferiore a 0,01".
Sebbene entrambi questi siano molto difficili da rilevare, la posizione può essere determinata "con calma", anche in momento successivo, mentre i tempi di ingresso e di uscita devono essere colti in "tempo reale", con un errore inferiore al 1/500 secondo!

Le spedizioni del 1761 e del 1769
I risultati della prima spedizione, nel 1761, furono poco entusiasmanti. Una delle spedizioni inglesi, diretta a Sumatra resta bloccata al Capo di Buona Speranza, l' altra guidata dall' Astronomo Reale Maskerville, trova la pioggia a St. Elena; stessa sorte per la spedizione francese nei mari australi.

Più proficue sono state le spedizioni nel nostro emisfero. Per l' astronomo César-François Cassini (1625 - 1712) la campagna osservativa si è svolta a Vienna, in piacevole compagnia dell' Archiduca Giuseppe d' Austria, l' altra, dopo cinque mesi di camminamento, raggiunge gli Urali in Siberia, guidata dall' abate Jean-Baptiste Chappe d' Auteroche (1728-1769). In quella spedizione, un giovane astronomo Mikhail Vasilievitch Lomonosov (1711-1765) individua l' atmosfera di Venere, come un sottile anello in controluce sul Sole.

Un rinnovato spirito di ottimismo precede e accompagna la spedizione del 1769, che si onorerà alla fine di ben 151 osservazioni professionali in 77 siti diversi! Sarebbe troppo lungo descriverli tutti, ma ricordiamo alcune delle più importanti.

L' Inghilterra invia diverse spedizioni, tra cui una nella Baia di Hudson, una a Capo Nord e un' altra molto importante nei mari del Sud. Quest' ultima, comandata dal giovane Capitano James Cook, a bordo della nave "Endeavour", è una vera e propria spedizione scientifica, con lo scopo di scoprire nuovi mondi; oltre agli astronomi, vi sono imbarcati geografi, botanici, antropologi. Il transito verrà osservato a Tahiti, e la spedizione farà ritorno in Inghilterra carica di scoperte di ogni genere, tra cui la scoperta della Nuova Zelanda, a gloria e vanto dell' Impero Britannico, ma non senza aver vissuto momenti di avventura anche drammatica con i cannibali.

La Francia in tono minore invia spedizioni a Madagascar, a Manilla ed il collaudato Chappe a San José del Cabo, nella punta estrema della Bassa California. L' osservazione del transito fu un successo, ma la spedizione fu decimata da una epidemia di tifo; l' unico sopravissuto, il geografo M. Pauly ritornerà in patria con i preziosi dati e le salme di d' Auteroche e compagni.
Anche la Russia, sotto l' impulso della Tzarina Caterina II organizza molte spedizioni sul suo vasto territorio ed invita numero astronomi e matematici a corte per l' osservazione.

I valori di parallasse ottenuti dalle osservazioni di questi due transiti presentano notevoli scarti: quello del 1761 è compreso tra 8"28 e 10"6, mentre quello del 1769 si restringe tra 8"43 e 8"80. (Abetti 144). Dalla riduzione di questi dati, l' astronomo francese Joseph François de Lalande (1732 - 1807) determina, nel 1771, un valore dell' Unità Astronomica compresa tra 152 e 154 milioni di chilometri. Nel 1835, l' astronomo J.F. Encke (1791 - 1856), riprende l' analisi globale dei dati dei due transiti e ottiene una parallasse di 8"57 +/- 0.037 (Abetti 144, Maor 110), pari a 23.984 raggi terrestri, con un valore della U.A. uguale a 152.973.000 chilometri.

Le spedizioni del 1874 e del 1882
Anche i transiti di Venere del 1874 e del 1882 sono molto attesi dagli astronomi per la determinazione della parallasse. Vengono approntate molte spedizioni, ma daranno risultati non corrispondenti alle aspettative .
Infatti, sebbene il lavoro delle cinque spedizioni inglesi sia stato accuratamente preparato già molti anni prima, sotto la coordinamento dell'astronomo reale e direttore di Greenwich Georges Bidell Airy (1801 - 1892), l' effetto della turbolenza dovuta all' atmosfera di Venere, che genera l' effetto della "goccia nera", porta a differenze notevoli nella determinazione dei passaggi.

(riguardo la spedizione italiana del 1874 leggere l'articolo di Matteo Chinellato sul restauro del Telescopio equatoriale di Starke (n.d.r.)

I Francesi, sempre molto attivi, nel 1874, organizzano sei spedizioni, tre nell' emisfero boreale e tre in quello australe. In una di queste, il grande astronomo solare Jule César Janssen (1824 - 1887) ha fatto uso di un "revolver fotografico", con il quale ha ottenuto 48 riprese del passaggio di Venere su una lastra daguerrotipa circolare.

Anche la Germania, con A.Auwers, Presidente dell' Accademia di Berlino, predispone cinque spedizioni per il passaggio del 1874 e quattro per quello del 1882. Tra gli strumenti, viene usato l' "eliometro" , un dispositivo micrometrico a doppia immagine adatto a alla misurazione molto precisa di piccoli angoli. La riduzione dei dati, raccolti i sei grossi volumi, porta ad una stima della parallasse solare con una precisione non all' altezza dei mezzi e delle energie spese.

Il passaggio del 1882, fu visibile dal Sud america e fu l' occasione di altre numerose spedizioni. La Francia ne predispose ben dieci, gli Stati Uniti otto.

Anche l' Italia svolge la sua parte con una spedizione organizzata da Pietro Tacchini (1838 - 1905) in India. (Abetti 206). Della spedizione fanno parte A. Dorna e Antonio Abetti , rispettivamente dell' osservatorio di Torino e di Padova. Equipaggiati di cinque rifrattori e di due spettroscopi a visione diretta. In questa missione dimostrano l' utilità dello spettroscopio nel determinare l' istante esatto del contatto.

Il 1882 diventa anche il primo Anno Geofisico Internazionale e per questo vengono installate due stazioni di monitoraggio una Francese a Capo d' Horn ed una Tedesca nelle Isole Sandwich.

Epilogo
Dopo quest' ultimo transito, la convinzione di usare questo metodo per determinare il valore dell' Unità Astronomica viene gradualmente superata da altre tecniche più precise come risulta dal seguente specchio, che fornisce un riepilogo dell' idea delle dimensioni assunte dal nostro Sistema Solare nei secoli.ParallasseDistanza

Il valore attualmente accettato dell' U.A. è leggermente inferiore alla distanza media della Terra dal Sole e corrisponde a 1,49597870691 x 1011 metri, approssimativamente 150 milioni di chilometri.

Divertitevi a verificare i valori in tabella, buon calcolo !

Bibliografia
Giorgio Abetti: Storia dell' Astronomia - Vallecchi ed. Firenze 1963

Da non perdere se si vuole approfondire l' argomento
Eli Maor: 8 June 2004: The transit of Venus - Princeton University Press ISBN: 0691115893

Una bellissima testimonianza fotografica del transito del 1882 si ha nel sito:
The 1882 Transit of Venus: Observations from Wellington, South Africa
http://canopus.saao.ac.za/~wpk/tov1882/tovwell.html

La storia dei transiti raccontata dall' autorevole Bureau des Longitudes di Parigi
PASSAGES DE VENUS DEVANT LE SOLEIL: historique des observations