De Venusovergang van 6 juni 2012


Op 6 juni 2012 kunnen wij een heel zeldzaam verschijnsel zien: een Venusovergang. Onze buurplaneet trekt dan gedurende een paar uur voor de Zon langs! De laatste keer dat dit gebeurde was op 8 juni 2004 (zie het filmpje van toen).

Als de Zon op 6 juni bij ons opkomt, is de Venusovergang al bezig. Je zet dus best je wekker als je van dit uitzonderlijke fenomeen wil genieten. En als je het wél mist, moet je wachten tot de volgende Venusovergang... in 2117!

 

Wat gaat er gebeuren?

 

Een overgang van een planeet voor de Zon is het verschijnsel waarbij deze van op Aarde gezien voor de Zon schuift. Uiteraard kan dit enkel gebeuren met de binnenplaneten Mercurius en Venus, zij zijn immers de enigen die tussen de Zon en de Aarde door kunnen bewegen. Als een planeet tussen de Aarde en de Zon in beweegt, spreken we van een benedenconjunctie.
Intuïtief kan je denken dat er bij elke benedenconjunctie een overgang plaatsvindt. In werkelijkheid is dat niet het geval. Het zonnestelsel is immers niet perfect vlak. Hierdoor lijken de planeten bij een benedenconjunctie meestal “net boven” of “net onder” de Zon te passeren. Enkel wanneer de desbetreffende planeet tijdens de benedenconjunctie vlakbij een van de knooppunten in haar baan staat, vindt een overgang plaats. De knooppunten zijn de 2 punten in de baan waar deze de ecliptica (dit is de baan van de Aarde rond de Zon) snijdt. In het geval van Venus betekent dit dat overgangen enkel kunnen plaatsvinden rond 8 juni of rond 8 november. De baan van Venus maakt een hoek van 3,39° met de ecliptica.

Onderstaande figuur verduidelijkt dit. In situatie AA er een overgang plaats: Venus gaat door haar - in dit geval - dalende knoop en bevindt zich tevens in benedenconjunctie (Aarde – Venus - Zon in die volgorde).
In situatie BB zal Venus - vanuit ons standpunt gezien - onder de Zon lijken te passeren: er is wel een benedenconjunctie, maar de planeet is ver van het eclipticavlak verwijderd.
Op de schets kan men ook situaties voor bovenconjuncties nagaan (volgorde Aarde – Zon - Venus): nooit kan er dan echter een Venusovergang plaatsvinden omdat Venus dan achter de Zon staat. Indien de planeet op dat moment in de buurt van een knoop staat, dan wordt zij wel bedekt door de Zon maar dat is uiteraard niet waarneembaar.

Schematische voorstelling van een Venusovergang (Afbeelding: Urania vzw)Schematische voorstelling van een Venusovergang (Afbeelding: Urania vzw)

Foto genomen door de satelliet SOHO op 22 augustus 2003. (foto: NASA)Foto genomen door de satelliet SOHO op 22 augustus 2003. (foto: NASA)

Op 22 augustus 2003 was Venus net door haar bovenconjunctie gegaan. We zien hier net boven het blauwe schijfje, waarmee de satelliet de veel te heldere Zonneschijf afdekt. Venus is de heldere stip boven de Zon. Links merk je trouwens ook de heldere Jupiter op, die ook zijn bovenconjunctie nadert.

 

Een zeldzaam fenomeen

 

De overgangen zijn globaal genomen zeldzaam, maar ze zijn wel periodiek. Ze vinden plaats in paren. Tussen elk paar ligt achtereenvolgens 105,5 en 121,5 jaar. Dan vinden er weer twee overgangen plaats met een tussentijd van 8 jaar. Ze herhalen dus met een regelmaat van 243 jaar. De overgang van 6 juni binnenkort is de tweede van het huidige paar dat op 8 juni 2004 begon.
De overgang van 8 juni 2004 was in België en Nederland een groot succes. Het fenomeen was van begin tot einde te volgen onder een stralende hemel. Voor zij die het toen gemist hebben is er binnenkort dus een allerlaatste kans, nadien is het wachten tot 11 december 2117.

De Venusovergang van 8 juni 2004 (foto: Hans Coeckelberghs)De Venusovergang van 8 juni 2004 (foto: Hans Coeckelberghs)

 

Verloop van een overgang

 

Naar analogie met een zonsverduistering kunnen we bij een planeetovergang 4 tijdstippen bepalen.
Het eerste contact is het tijdstip waarop de planeet voor het eerst (schijnbaar) met de Zon in aanraking komt. Vanaf het tweede contact tekent het planeetbolletje zich dan helemaal af voor de zonneschijf. Bij het derde contact raakt het planeetschijfje terug de rand van de Zon, om bij het vierde contact weer volledig te verdwijnen. De overgang is dan afgelopen.

Verloop van een planeetovergang (afbeelding: Urania vzw)Verloop van een planeetovergang (afbeelding: Urania vzw)

 

De Venusovergang vanuit België

 

Vanuit onze gebieden is de overgang deze keer jammer genoeg slechts gedeeltelijk te zien. Wanneer op 6 juni de Zon om 5h28m opkomt, staat Venus al voor de zonneschijf. De uittrede begint in Brussel om 6h37m17s (= derde contract). De Zon staat dan slechts 8° hoog aan de hemel. Om 6h54m56s (= vierde contract) verdwijnt Venus volledig van de Zon voor de volgende 105 jaar… Voor andere plaatsen in Vlaanderen verschilt het tijdstip hooguit enkele seconden.

 

Elders in de wereld

 

Onderstaande kaart illustreert de zichtbaarheid van de overgang wereldwijd. De hele overgang is zichtbaar in de noordoostelijke helft van Azië, een groot deel van Australië en het uiterste noordwesten van Noord-Amerika.
In het lichtgrijze gebied rechts op de kaart is de overgang al bezig als de Zon opkomt en is dus enkel de uittrede zichtbaar. Het grootste deel van Europa (en wij dus ook) liggen in dit gebied, alsook een groot deel van Afrika en centraal Azië.
Het lichtgrijze gebied links op de kaart geeft de gebieden weer waar enkel de intrede te zien is: de Zon gaat er onder terwijl de overgang nog bezig is.
In het kleine driehoekje rond IJsland gaat de Zon tijdens de overgang onder, maar komt ze overigens weer op terwijl de overgang nog bezig is. Zowel het begin als het einde van de overgang zijn dus waarneembaar, weliswaar laag aan de hemel, maar tussenin verdwijnen de Zon en Venus even onder de horizon.

Zichtbaarheid van de Venusovergang in de wereld (Afbeelding: Fred Espenak – NASA)Zichtbaarheid van de Venusovergang in de wereld (Afbeelding: Fred Espenak – NASA)

 

Hoe kan je zelf de Venusovergang waarnemen?

 

Wie de Venusovergang wil bekijken, moet dit uiteraard op een veilige manier doen. We herhalen het tot vervelens toe, maar het is dan ook verschrikkelijk belangrijk: let op voor je ogen! Iedereen weet dat als je per ongeluk eens in de richting van de zon kijkt, je al pijnlijke ogen krijgt en een paar minuten vlekken ziet. Als je met een verrekijker of telescoop naar de Zon kijkt zonder de nodige bescherming, kan je in een fractie van een seconde blind worden! Net zoals je een blad in brand kan steken door er met een vergrootglas een straal zonlicht op te richten, wordt je netvlies vrijwel onmiddellijk verschroeid en loop je onherstelbare oogschade op...

Hoe kan je dan wel veilig naar de Zon kijken?

  • met behulp van een eclipsbrilletje: De filters in die brilletjes houden de warmte- en ultraviolette straling tegen, en laten slechts een fractie (minder dan 0,1%) van het zichtbaar licht door. Let natuurlijk wel op dat er geen kleine gaatjes in die filter zijn. Gebruik het brilletje echter NOOIT in combinatie met een verrekijker of telescoop.
    Deze eclipsbrilletjes kan je ook op MIRA bekomen: deze kosten €2,00 per stuk. Je kan ze ter plaatse bekomen, of bestellen via overschrijving, te betalen op rekening BE67000077220787 van Volkssterrenwacht MIRA (Abdijstraat 22, 1850 Grimbergen) met vermelding van "Eclipsbrilletje(s)" + aantal, waarbij je dan €2,00 verzendingskosten extra betaalt tot 5 brilletjes, €3,00 verzending vanaf 6 brilletjes.

     

    Een eclipsbrilletje is een veilige manier om de Venusovergang waar te nemen.  (Foto: Mira vzw)Een eclipsbrilletje is een veilige manier om de Venusovergang waar te nemen. (Foto: Mira vzw)

  • projectie op een wit scherm: Je plaatst op een afstand achter je verrekijker of telescoop een wit scherm, en laat het licht daar op invallen zodat je het beeld onrechtstreeks kan bekijken. Een heel eenvoudige methode om veilig waar te nemen. Zorg er wel voor dat je zelf en eventuele omstaanders nooit door het instrument zelf kijken!

     Projectie van de Zon met een telescoop. Via het kijkgat kan je het geprojecteerde beeld op een veilige manier bekijken.  (foto: Hans Coeckelberghs) Projectie van de Zon met een telescoop. Via het kijkgat kan je het geprojecteerde beeld op een veilige manier bekijken. (foto: Hans Coeckelberghs)

  • Indien je over een telescoop beschikt met een veilig zonnefilter, dan kan je die uiteraard ook gebruiken. Een veilig filter is een filter dat je voor het objectief van de kijker plaatst. Er zijn glazen filters te koop. Deze zijn meestal van zeer goede kwaliteit maar vrij duur. Een goedkoper alternatief is mylarfolie. Dit is een folie van kunststof waarop een aluminiumlaag gedampt is. Deze folie is te koop bij speciaalzaken en kan je zelf op maat knippen en voor je telescoop plaatsen.
    Bij sommige (goedkopere) telescoopjes wordt vaak een oculairfilter geleverd. Deze schroef je in het oculair om de Zon te bekijken. Deze filters zijn absoluut onveilig! Ze zitten immers in het brandpunt van de telescoop, waar ze opwarmen en kunnen barsten, zodat het zonlicht plots toch bij je oog kan komen.

     

    Telescoop voorzien van een zelf gemaakte mylarfilter (foto: Hans Coeckelberghs)Telescoop voorzien van een zelf gemaakte mylarfilter (foto: Hans Coeckelberghs)

     

    De Venusovergang op MIRA

     

    Net zoals in 2004 is Volkssterrenwacht MIRA uiteraard open voor het publiek, en dit van 5 tot 8 uur ‘s morgens. De sterrenwacht beschikt over talloze instrumenten waarmee de Zon veilig kan bekeken worden. Zo zijn er speciale H-alfa telescopen waarmee je ook zonnevlammen kan zien, en de heliostaat, die de Zon projecteert op een groot scherm zodat je gemakkelijk met verschillende mensen tegelijk kan kijken.

    De Zon komt op om 5h28m en om 6h54m verlaat Venus de zonneschijf, zoals gesteld voor lange tijd…
    Omdat het spektakel zo vroeg op de ochtend gebeurt, is er de mogelijkheid om op MIRA te ontbijten. Hiervoor dient wel gereserveerd te worden. De toegangsprijs voor niet-leden bedraagt €6,00. Het ontbijt is uiteraard betalend voor iedereen en kost €4,00.

     Het waarneemterras op MIRA tijdens de Venusovergang van 8 juni 2004.  Het mooie weer en de bijzondere gebeurtenis lokte toen meer dan 350 bezoekers. (foto: Bruno Raeymaekers) Het waarneemterras op MIRA tijdens de Venusovergang van 8 juni 2004. Het mooie weer en de bijzondere gebeurtenis lokte toen meer dan 350 bezoekers. (foto: Bruno Raeymaekers)

     

    Het zwarte druppel- en aureool effect

     

    Bij Venusovergangen moet je ook aandachtig kijken wanneer Venus net aan de binnenkant van de zonnerand staat: het schijfje van Venus is mogelijk even geen mooi cirkeltje meer, maar lijkt een zwarte "druppel" te zijn die aan de rand van de Zon hangt. Dit noemt met het Black-Drop Effect. Hoewel men dit lange tijd in verband bracht met de atmosfeer van Venus, gaat het vermoedelijk eerder over een optisch effect. Het effect werd immers ook gezien bij de overgangen van Mercurius in 1999 en 2003, terwijl we met zekerheid weten dat Mercurius geen noemenswaardige atmosfeer heeft. Bij de Venusovergang van 2004 rapporteerden dan weer heel wat waarnemers dat ze het zwarte druppel effect niet waargenomen hadden. Wat het ook zij, het bemoeilijkt alleszins accurate tijdsmetingen. Deze tijdsmetingen waren vroeger belangrijk voor de exacte bepaling van de afstand van de Aarde tot de Zon.

    Tussen het eerste en het tweede of tussen het derde en vierde contact wordt ook soms het aureool effect waargenomen. Het planeetbolletje wordt hierbij omgeven door een lichte schijn. Dit wordt veroorzaakt door de atmosfeer van Venus die een deel van het zonlicht afbuigt.

     Intrede van de Venusovergang van 2004. Het aureool effect is zichtbaar, alsook het zwarte druppel effect vlak voor het tweede contact. (tekening: Mario Frassati) Intrede van de Venusovergang van 2004. Het aureool effect is zichtbaar, alsook het zwarte druppel effect vlak voor het tweede contact. (tekening: Mario Frassati)

     

    Het belang van Venusovergangen in de geschiedenis

     

    De afstand van de Aarde tot de Zon was eeuwen lang een groot mysterie, maar tot het einde van de 17de eeuw was er nooit een mogelijkheid geweest om deze te berekenen. Er waren wel al schattingen gemaakt, maar deze waren ver verwijderd van de juiste waarde. Zo schatten Copernicus en Brahe de afstand op 1500 aardstralen, en hield Kepler het op 3500 keer de straal van de Aarde. Ook had men een goed idee van de relatieve afstanden tot andere planeten dankzij de derde wet van Kepler. Zo wist men onder andere dat Jupiter zo'n 5 keer verder van de zon verwijderd was dan de Aarde, maar absolute afstanden (uitgedrukt in lengte-eenheden) had men niet.
    Tijdens een verblijf op het eiland Sint-Helena observeerde Edmond Halley in 1677 een Mercuriusovergang. Hij maakte zorgvuldige aantekeningen en noteerde de tijdstippen van de intrede en uittrede van Mercurius over de zonnerand. Hij realiseerde zich dat als men de overgang zou waarnemen vanop verschillende breedtegraden op de Aarde, de verschillende waarnemers Mercurius via een andere koorde over de zon zouden zien trekken. Dit effect staat bekend als de parallax (wat nog opvallender wordt bij Venusovergangen, daar Venus dichter bij de Aarde staat dan Mercurius, en de parallaxhoek dus groter gaat worden), en kan leiden tot een nauwkeurige afstandsbepaling Aarde - Zon.

     Door het parallax effect zien we de overgang op andere tijdstippen afhankelijk van de breedtegraad. Als wereldwijd voldoende waarnemingen verzameld worden, kan hieruit de afstand van de Aarde tot de Zon berekend worden. (afbeelding: Urania vzw) Door het parallax effect zien we de overgang op andere tijdstippen afhankelijk van de breedtegraad. Als wereldwijd voldoende waarnemingen verzameld worden, kan hieruit de afstand van de Aarde tot de Zon berekend worden. (afbeelding: Urania vzw)

    Spijtig genoeg was Halley een van de weinigen die de overgang in 1677 observeerde, en kon men dus geen vergelijking maken, waardoor er ook geen afstandsbepalingen konden gedaan worden. Bovendien zou Halley geen kans meer hebben om een Venusovergang waar te nemen: de volgende zou pas plaatsvinden in 1761. Overtuigd van het belang van zulke waarnemingen, deed Halley een oproep naar de toekomstige astronomen, om overgangen te bestuderen:

    "We therefore recommend again and again, to the curious investigators of the stars to whom, when our lives are over, these observations are entrusted, that they, mindful of our advice, apply themselves to the undertaking of these observations vigorously. And for them we desire and pray for all good luck, especially that they be not deprived of this coveted spectacle by the unfortunate obscuration of cloudy heavens, and that the immensities of the celestial spheres, compelled to more precise boundaries, may at last yield to their glory and eternal fame."

    Vertaald:

    "We raden daarom steeds opnieuw aan dat de nieuwsgierige onderzoekers der sterren aan wie, wanneer onze levens voorbij zullen zijn, deze observaties zijn toegewezen, dat zij, onze raad in acht nemend, zichzelf er toe inzetten nauwkeurig deze observaties te maken. En hen wensen wij alle geluk toe, vooral dat zij niet mogen beroofd worden van dit spektakel door een bewolkte hemel, en dat de onmetelijkheden van de hemel, betrokken op meer nauwkeurige grenzen, hen uiteindelijk tot glorie en eeuwige beroemdheid mogen brengen."

    De eerstvolgende Venusovergang vond dus plaats in 1761. Echter, daar Venus toen net langs de rand van de zonneschijf trok, was deze niet geschikt voor accurate waarnemingen. Het was wachten tot de volgende kans in 1769.
    De bekendste expeditie die toen op touw gezet werd, gebeurde onder leiding van Kapitein James Cook, die met zijn schip de Endeavour een observatiepost in Tahiti opzette. De missie werd een volledig succes. Niet alleen had hij vrij nauwkeurige gegevens van de overgang kunnen neerpennen, maar hij ontdekte tijdens het vervolg van zijn reis ook Nieuw-Zeeland, kwam weken vast te zitten in het Great Barrier Reef, en verkende vele tot dan nog onbekende kusten van Australië.
    Een interessant gegeven is dat hoewel Engeland en Frankrijk recent in oorlog verkeerden, de Franse overheid uitvaardigde dat hun zeemacht de Endeavour niet mocht aanvallen, maar een vrije en veilige doorgang moest garanderen, daar Cook op een missie was in dienst van de hele mensheid!

    Schetsen gemaakt door Cook tijdens de Venusovergang in 1769 (rechtsonder), tezamen met afbeeldingen van enkele nieuwe dier- en plantensoorten die hij en zijn bemanning ontdekte. Het bleken er later meer dan 1500 te zijn!Schetsen gemaakt door Cook tijdens de Venusovergang in 1769 (rechtsonder), tezamen met afbeeldingen van enkele nieuwe dier- en plantensoorten die hij en zijn bemanning ontdekte. Het bleken er later meer dan 1500 te zijn!

     

    De afstand Aarde – Zon bepalen… met moderne hulpmiddelen

     

    In het verleden was het niet evident om door waarnemingen van een planeetovergang de afstand tussen de Aarde en de Zon te bepalen. Het was immers zeer moeilijk om de exacte locatie van een waarnemingsplaats te bepalen en de klokken liepen niet altijd even synchroon.
    Tegenwoordig hebben we voor beide problemen een eenvoudige oplossing: GPS! Dankzij GPS-satellieten kunnen we onze locatie tot op enkele meters na nauwkeurig bepalen. Bovendien geven deze kunstmanen de exacte tijd door met een atoomklok. Wie een smartphone (of een tablet computer) heeft met GPS-functie, heeft eigenlijk alles bij de hand om zinvolle waarnemingen te verrichten.
    De internationale organisatie Astronomers Without Borders, bekend van vele projecten zoals de Galileoscoop, heeft daarom een app ontwikkeld waarmee je de waargenomen tijdstippen kan loggen en vervolgens via het internet kan doorsturen, samen met je exacte locatie. De bedoeling is dat met dit hulpmiddel zoveel mogelijk waarnemers wereldwijd meedoen. Uit de resultaten zou de afstand Aarde – Zon dan heel nauwkeurig te bepalen zijn. Je kan zelfs vooraf oefenen met een simulatie, zodat je onder andere het effect van de zwarte druppel op voorhand kan leren inschatten. We moedigen dan ook iedereen die over een smartphone beschikt aan om mee te doen met deze campagne. De app is zowel voor iOS als Androïd gratis beschikbaar.

     

    En wat brengt de toekomst?

     

    - De Venusovergangen in de komende twee eeuwen

     

    Zoals reeds gezegd zijn Venusovergangen bijzonder zeldzaam. Direct merkt men de regelmaat waarmee de Venusovergangen terugkomen: er is er steevast één in juni, acht jaar later gevolgd door opnieuw één in dezelfde maand. Dan moeten we ongeveer 120 jaar wachten, en dan zijn er weer twee zichtbaar met een tussentijd van 8 jaar. maar ditmaal in december (dus een half jaar = een halve aardbaan later).

    In 2004 en 2008 zien we een Venusovergang, in 1996 en 2020 mist Venus net de Zon… (afbeelding: Urania vzw)In 2004 en 2008 zien we een Venusovergang, in 1996 en 2020 mist Venus net de Zon… (afbeelding: Urania vzw)

    Om dit te verklaren moeten we twee zaken in aanmerking nemen: het feit dat de Aarde en Venus rond de Zon draaien (elke 584 dagen staan we exact aan dezelfde kant van de Zon = één synodisch jaar voor Venus), én het feit dat beide baanvlakken lichtjes gekanteld staan t.o.v. elkaar (ca. 3°). Het snijvlak tussen beide vlakken heet de knopenlijn: twee keer per jaar (dus per 365,25 dagen) loopt de Aarde door één van beide knopen. Enkel in de onmiddellijke buurt van die knopen kan een overgang gebeuren.
    Die 120 jaar tussentijd is in feite niets anders dan het "kleinste gemene veelvoud" tussen 584 dagen en 182,6 dagen (een half jaar dus): na zoveel tijd staan Aarde en Venus terug aan dezelfde kant van de Zon ter hoogte van één van beide knopen.
    Acht jaar later (5 synodische Venusjaren) staan beiden weer ongeveer op dezelfde plaats, maar met net genoeg verschil zodat Venus over een ander stukje Zon schuift. Nog eens acht jaar later is het verschil al té groot geworden, en mist de planeet de Zon helemaal. En dan is het 120 jaar wachten vooraleer zo'n samenstand Zon - Venus weer voldoende in de buurt van de andere knoop gebeurt: we krijgen terug een overgang. Maar aangezien deze tweede knoop natuurlijk helemaal aan de andere kant van de aardbaan gebeurt, is het nu december…

    Onderstaande lijst geeft de Venusovergangen weer van deze en volgende eeuw.

     

    - De 14 Mercuriusovergangen in de 21ste eeuw

      • 8 juni 2004: Eurazie, Groenland, Afrika, West-Australie
      • 5/6 juni 2012: Azie, Australie, Noordwest VS, Canada, Alaska
      • 10 december 2117: Australie, Zuidoost-Azie, Antarctica
      • 8 december 2125: VS, Zuid-Amerika, West-Australie, Spanje

    • Mercuriusovergangen komen frequenter voor (gemiddeld 12 keer per eeuw):

       

      • 7 mei 2003: Eurazie, Afrika, West-Australie, Indische Oceaan
      • 8 november 2006: VS, Westelijk Zuid-Amerika, Stille Oceaan, Australie
      • 9 mei 2016: Europa, Afrika, Atlantische Oceaan, Amerika
      • 11 november 2019: West-Europa, Afrika, Atlantische Oceaan, VS, Zuid-Amerika
      • 13 november 2032: West-Australie, West-Azie, Europa, Afrika, Atlantische Oceaan
      • 7 november 2039: West-Australie, West-Azie, Europa, Afrika, Atlantische Oceaan
      • 7 mei 2049: Europa, Afrika, Atlantische Oceaan, Amerika
      • 9 november 2052: Stille Oceaan, Australië, Oost-Azie
      • 10 mei 2062: Noord- en Midden-Amerika, Stille Oceaan, Oost-Australië, Noordoost-Azië
      • 11 november 2065: Amerika, Stille Oceaan, Oost-Australië
      • 14 november 2078: Europa, Afrika, Atlantische Oceaan, Zuid-Amerika, Noordoost-Amerika
      • 7 november 2085: Europa, Afrika, Atlantische Oceaan, Zuid-Amerika, Noordoost-Amerika
      • 8 mei 2095: Amerika, Stille Oceaan, Oost-Australië
      • 10 november 2098: Australië, Azië, Indische Oceaan, Europa, Afrika