I transiti di Venere sul Sole
Venere è il pianeta più brillante visibile dalla Terra, perchè le nubi sono composte da acido solforico, che conferisce loro un colore bianco brillante che riflette molto la luce del Sole. E' ricoperto da una spessa atmosfera composta in prevalenza di anidride carbonica che fa salire la temperatura al suolo fino a circa 480°C. Pur avendo Venere dimensioni simili alla Terra è quindi assolutamente invivibile, anche a causa della pressione atmosferica al suolo che è circa 90 volte superiore a quella terrestre a livello del mare.
Assieme a Mercurio è un pianeta interno (più vicino al Sole rispetto alla Terra) e quindi periodicamente passa davanti al Sole. I transiti di Venere sono tuttavia molto rari, ma possono essere previsti accuratamente grazie alle leggi della meccanica celeste.
Avvengono con uno schema che si ripete ogni 243 anni, con coppie di transiti separate da un intervallo di 8 anni che si ripetono in periodi di 121 e 105 anni circa. Prima di questa coppia (2004 e 2012), gli ultimi transiti avvennero nel 1874 e nel 1882. I successivi saranno solo nel 2117 e nel 2125.
I transiti di Venere sul Sole sono stati importanti nel passato per la determinazione della distanza del pianeta con il metodo della parallasse: osservando il transito da diversi punti della superficie terrestre, conoscendone la relativa distanza, si poteva stabilire la distanza del pianeta misurando la differenza nei tempi di inizio e fine del transito.
Nel 1627 Keplero fu il primo a prevedere un transito di Venere (che sarebbe avvenuto nel 1631), ma nessuno fu in grado di osservarlo perché i calcoli dell'astronomo non furono sufficientemente accurati da prevedere che non sarebbe stato visibile dall'Europa. Keplero calcolò che il successivo transito sarebbe avvenuto solo nel 1761.
Ma si sbagliava...
Un giovane ragazzo di 20 anni, Jeremiah Horrocks, appassionato di astronomia e matematica, rivide i calcoli di Keplero e grazie a un lavoro durato tre anni li comparò con tutte le tavole astronomiche disponibili. Alla fine si rese conto che Keplero mancò un transito, quello del 4 dicembre 1639, perchè i suoi calcoli erano geocentrici e non topocentrici come i suoi. Correva l'anno 1638 ed all'appuntamento con Venere mancava circa un anno.
Horrocks allertò per l'occasione un amico conosciuto ai tempi dell'Università (frequentò per un breve periodo Cambridge) di nome William Crabtree, che abitava a Manchester. I calcoli si rivelarono esatti, ed entrambi videro il transito annotandone tutti i dettagli.
Le sue osservazioni gli permisero di fare una buona stima della dimensione di Venere, e di stimare la distanza tra Terra e Sole, calcolata in 95,6 milioni di km (oggi sappiamo che in realtà sono circa 150).
Nel 1761, osservando un transito dall'Osservatorio di San Pietroburgo, Mikhail Lomonosov notò una rifrazione dei raggi solari sotto forma di un anello luminoso attorno al bordo di Venere, quando in realtà il transito non era ancora iniziato: ne dedusse quindi che il pianeta doveva avere un'atmosfera.
Per moltissimo tempo la stessa atmosfera si ritenne responsabile di un effetto chiamato "black drop": quando Venere entra completamente nel disco solare, il lembo a contatto con il bordo solare si allunga fino a diventare una goccia, per poi riprendere dopo poco tempo la sua corretta forma. Studi recenti hanno dimostrato che si tratta in realtà solo di un effetto ottico causato dalla turbolenza atmosferica e dalle imperfezioni del mezzo ottico di osservazione.
A causa di questo effetto fu molto difficile capire l'esatta tempistica di inizio e di fine del transito, e di calcolare quindi la distanza tramite parallasse. Tuttavia già nel periodo 1761-1769 l'astronomo francese Lalande calcolò la distanza in 153 milioni di chilometri. Osservazioni dei transiti del 1824 e del 1882 permisero di raffinare ulteriormente questo valore: unendoli ai dati precedenti l'astronomo Simon Newcomb calcolò un valore di 149,59 milioni di chilometri, dunque esatto.
Ad oggi uno degli interessi primari dei transiti di Venere è di raffinare le tecniche che già si usano per cercare pianeti extrasolari con il metodo fotometrico (misurando cioè la percentuale di luce che il pianeta "toglie" alla stella passandogli davanti). La tecnica richiede misure estremamente precise: i transiti di Venere, ad esempio, provocano una diminuzione della luminosità del Sole solo dell'uno per mille.
