Nočná aj denná obloha svojimi sústavnými zmenami prináša stále nové a nové pozorovacie zážitky. Meniace sa vzájomné polohy planét, Mesiaca a Slnka na hviezdnom pozadí prinášajú jedinečné a neopakovateľné pohľady. A tak nastávajú konjunkcie, zatmenia, zákryty... Pozorovanie týchto úkazov, snáď s výnimkou zákrytov hviezd Mesiacom, nemá dnes už odborný či vedecký význam, no pre nadšencov prináša nádherný pozorovateľský zážitok a to najmä vtedy, ak daný úkaz nebýva často. Práve k takýmto úkazom patrí prechod planét cez slnečný kotúč. Tento rok nám poskytuje možnosť pozorovať prechod Merkúra a v roku 2004 nastane vynikajúca príležitosť vidieť prechod Venuše cez slnečný disk.

Úkaz, pri ktorom sa menšie teleso dostane medzi teleso väčšie a pozorovateľa, nazývame prechod. Ak tým väčším telesom je Slnko potom pre pozorovateľa na Zemi môžu popred slnečný kotúč prechádzať len vnútorné planéty, teda Merkúr a Venuša. Planétu je počas prechodu možné pozorovať len cez deň ako čierny kotúčik na pozadí slnečného disku.

Prechod Merkúra cez slnečný disk nie je úkaz až tak výnimočný. Za jedno storočie pri pohľade zo Zeme prejde Merkúr cez slnečný kotúč v priemere asi 14-krát. V rámci pozorovania z jedného miesta zemského povrchu však mnoho úkazov nastane v dobe, keď je Slnko pod obzorom. Oveľa krajší pozorovací zážitok poskytuje Venuša. Táto planéta sa k Zemi dostáva bližšie ako Merkúr a zároveň má aj väčší priemer, preto je na oblohe asi 4-krát väčšia ako Merkúr. Prechod Venuše naposledy nastal v predminulom storočí – v roku 1882. Na obrázku 1 je pre lepšiu predstavu znázornená pomerná veľkosť Merkúra, Venuše a slnečného disku. Rôzne polohy planét zodpovedajú zmene ich polohy za 1 hodinu.


Prečo a ako prechody nastávajú

Keďže Slnko sa zdanlivo pohybuje po ekliptike, musí počas prechodu aj planéta pretínať ekliptiku, teda sa práve nachádza v jednom z uzlov svojej dráhy. Zároveň však musí byť blízko daného uzla aj Slnko. Do výstupného uzla Merkúra sa Slnko dostáva začiatkom novembra do zostupného začiatkom mája. Preto prechody Merkúra nastávajú len okolo 10. 11. a 8. 5. Polohy uzlov Venuše určujú dátum prechodov na začiatok júna a začiatok decembra. Ak je planéta počas úkazu v okolí výstupného uzla svojej dráhy, potom prechádza spod ekliptiky nad ňu a pri zostupnom uzle naopak klesá pod ekliptiku.

Planéta je počas prechodu v dolnej konjunkcii. V tomto období vytvára na oblohe vzhľadom na hviezdne pozadie slučku, ktorá vzniká skladaním jej vlastného pohybu a pohybu Zeme. Slučka vnútorných planét nie je uzavretá, v okolí výstupného uzla má tvar písmena "Z", počas zostupného "S". Ukážka je na obrázku 2. K ekliptike sa planéta dostáva pod uhlom, ktorý je podstatne väčší, ako je sklon jej dráhy. Venuša tak k ekliptike prichádza vzhľadom na zdanlivo sa pohybujúce Slnko pod uhlom 8,6 stupňa. Z tohoto uhla je možné odvodiť hraničnú hodnotu vzdialenosti Slnka od uzla planéty, aby prechod nastal. V čase, keď je Venuša v jednom z uzlov svojej dráhy, Slnko nesmie byť od tohoto bodu vzdialené viac ako 1,65 stupňa. Táto uhlová hodnota zároveň určuje rozptyl v dátume výskytu prechodov. Keďže zdanlivý pohyb Slnka po ekliptike je asi 1 stupeň za deň, dané kritérium môže byť splnené približne 3,5 dňa.

Podobné geometrické podmienky má aj Merkúr v dolnej kulminácii blízko jeho výstupného uzla, teda v novembrových prechodoch. Úkaz nastane, ak je Slnko v čase prechodu planéty výstupným uzlom od nej vzdialené menej ako 1,7 stupňa. Počas májových prechodov Merkúra sú podmienky významne odlišné. Spôsobuje to veľká excentricita. Zostupný uzol leží blízko afélia dráhy a planéta sa dostáva bližšie k Zemi. Slučka je na oblohe viac rozvinutá a planéta prichádza k ekliptike pod strmším uhlom, konkrétne 10,3 stupňa. Slnko preto nesmie byť od uzla vzdialené viac ako 1,4 stupňa. Obdobie, počas ktorého Merkúr musí prejsť zostupným uzlom, trvá len asi 2,7 dňa. Z tohoto dôvodu sú májové prechody oveľa zriedkavejšie ako novembrové. Z veľkej hodnoty excentricity vyplýva ešte jeden rozdiel medzi prechodmi v máji a v novembri. Počas novembrového prechodu je Merkúr blízko perihélia, je teda v čase dolnej konjunkcie ďaleko od Zeme a má preto na oblohe menší zdanlivý rozmer. Paradoxne ale má v tom čase oveľa väčší zdanlivý pohyb, ktorý vyplýva z veľkej dráhovej rýchlosti v perihéliu. V tomto období sa pohybuje vzhľadom na disk Slnka uhlovou rýchlosťou asi 2,2 stupňov za deň, kým pri prechodoch v máji je to len asi 1,5 stupňa za deň. Novembrové prechody preto môžu maximálne trvať necelých 6 hodín, no májové môžu byť až 8 hodinové. Pohyb Venuše oproti slnečnému disku počas prechodu je podobný ako pohyb Merkúra v májových prechodoch a teda prechod v prípade, že planéta prejde blízko stredu disku tiež môže trvať až 8 hodín.

Obrázky 3 a 4 graficky popisujú minulé a budúce prechody Merkúra a Venuše cez slnečný kotúč. Zobrazené sú všetky prechody Merkúra v období rokov 1900 – 2100 a Venuše od roku 1500 do 2500. Úkazy nastávajúce pri výstupnom uzle sú vyznačené šípkami smerujúcimi nahor, prechody v zostupnom uzle smerujú nadol. Úsečkami sú popísané časové odstupy medzi niektorými prechodmi. Hrubo vyznačené šípky odpovedajú prechodom, u ktorých je z nášho územia (stredná Európa) pozorovateľný celý priebeh alebo jeho podstatná časť. Sivé šípky predstavujú úkazy pozorovateľné menšou časťou a preškrtnuté sú tie prechody, ktoré z nášho územia nie sú pozorovateľné vôbec.


Ako často prechody nastávajú?

Obežné doby planét sú čísla navzájom nesúdeliteľné a preto vzájomné polohy dvoch telies na oblohe sa nikdy presne nezopakujú. Je však možné nájsť približné periódy, kde rozdiel nie je veľký, a vzájomnú polohu telies, napr. Slnka a planéty, možno považovať za podobnú. Aby prechod vnútornej planéty nastal, musia byť splnené dve podmienky – planéta musí byť v dolnej konjunkcii a zároveň musí byť v uzle svojej dráhy. Do dolnej konjunkcie sa dostáva po uplynutí synodickej periódy a do uzla prichádza (ak zanedbáme natáčanie uzlovej priamky) po siderickej obežnej dobe. Ak by sa našlo také časové obdobie, ktoré by obsahovalo celočíselný násobok oboch dôb, potom by bolo periódou opakovania sa úkazu. Periódu opakovania možno hľadať aj z iného pohľadu. Keďže Slnko sa do miesta ekliptiky, kde leží uzol planéty, vracia vždy po uplynutí jedného roka, je potrebné nájsť taký počet rokov, ktorý by obsahoval celočíselný násobok synodickej obežnej doby.

Planéta Merkúr má takýchto období niekoľko. 22 synodických obehov trvá približne 7 rokov, 41 obehov je ešte presnejšie 13 rokov, 104 obehov zodpovedá 33 rokom a 145 obehov trvá takmer presne 46 rokov. Rozdiely medzi uvedenými násobkami synodických obežných dôb a rokmi dosahujú hodnoty v rozmedzí jedného až dvoch dní. V dôsledku toho sa prechody nemusia vždy opakovať po všetkých uvedených periódach. Uvedené hodnoty periód platia pre prechody v tom istom uzle. Platí ešte jedno pravidlo. Za májovým prechodom nasleduje vždy po 3,5 roku prechod novembrový.

Prechod Venuše cez slnečný kotúč nebýva tak často, ako prechod Merkúra. Veľmi presne platí, že 152 synodických obehov trvá 243 rokov. Počas tohto obdobia nastanú 4 prechody. Vždy dva prechody sa opakujú po 8 rokoch, lebo 5 synodických obehov Venuše trvá približne 8 rokov. Venuša sa po tomto období oproti Slnku omešká len asi o 2,4 dňa. Prvý z prechodov nastáva pri východnom okraji Slnka. Po uplynutí 8 ročného obdobia je Slnko ešte stále dosť blízko uzla, aby nastal druhý prechod pri západnom okraji. Po uplynutí ďalších 8 rokov je už rozdiel natoľko veľký, že nebude splnená podmienka vzdialenosti Slnka od uzla a Venuša prejde povedľa slnečného disku. Po 76 obehoch, trvajúcich 121,5 roka, sa Venuša so Slnkom stretnú blízko opačného uzla. Planéta príde k uzlu asi o 1,3 dňa skôr ako Slnko a tak znovu nastanú dva prechody s časovým odstupom 8 rokov. Potom sa uplatní vyššie uvedená perióda 243 rokov a prechod nastane po 105,5 rokoch, opäť v opačnom uzle. Prechody Venuše teda nastávajú postupne v periódach 8, 121,5, 8 a 105,5 rokov. Z dvojice prechodov nemusia nutne nastať obidva.

Prechody Merkúra a Venuše nastávajúce v novembri, resp. v decembri sú pre pozorovanie zo severnej pologule Zeme menej priaznivé. Spôsobuje to krátka doba Slnka nad obzorom. Dátumy, v okolí ktorých prechody nastávajú, tiež nie sú stále ale pomaly narastajú. Je to dôsledok natáčania sa uzlov dráh planét. Hodnota tohoto posunu je pre Merkúr asi 1,2 stupňa za storočie a uzly dráhy Venuše sa za jedno storočie posunú asi 0,9 stupňa. Stredné dátumy, okolo ktorých prechody nastávajú, preto narastajú asi o jeden deň za storočie.

Zaujímavosťou je, že aj z povrchu iných planét by bolo teoreticky možné pozorovať prechody tých planét, ktoré sú pre danú planétu vnútorné. Tak napríklad 11. 5. 1984 nastal pre pozorovateľa na Marse prechod Zeme cez slnečný disk. Zo Zeme tento úkaz nebol pozorovateľný. Mars síce bol v čase úkazu osvetlený Slnkom o niečo menej, no Zem spôsobila pokles jeho jasnosti len o 1,5 tisícin magnitúdy. Takýto pokles jasnosti na pozadí iných vplyvov nie je možné zaznamenať ani najpresnejším meraním.

Môžeme sa teda tešiť na Venušu 8. júna 2004. Je potrebné ešte podotknúť, že by sme mali (aspoň z pohľadu nadšeného astronóma) svoju generáciu považovať za výnimočne šťastnú. Veď patríme k mála z tých, čo si pamätajú planétu Pluto bližšie k Slnku ako Neptún, pás totality slnečného zatmenia sme mali na dosah a môžeme na vlastné oči vidieť prechod Venuše cez slnečný kotúč.

Peter Zimnikoval (článok pre časopis Kozmos)