F1 - První předpovědi a přechody v letech 1631 a 1639
Zde si můžete stáhnout tento dokument v PDF [122kB].
William Crabtree pozoruje přechod Venuše 4. prosince 1639 Painting by Eyre Crowe - Walker Art Gallery, Liverpool
Předpovědi přechodů planet Venuše a Merkur přes Slunce vyžaduje dobrou znalost parametrů dráhy těchto vnitřních planet. To bylo možné až počátkem 17. stol. díky práci Johannese Keplera (1571 – 1630) a vydání Rudolfínských tabulek v roce 1627, pojmenovaných podle jeho bývalého příznivce Rudolfa II Habsburského, německého císaře, jako projev vděčnosti. Kepler předpověděl přechod planety Merkur na 7. listopadu 1631 a přechod Venuše na 7. prosince 1631, ale bohužel pozorování těchto úkazů se již nedožil. Sám Kepler spočítal, že přechody planety Venuše se opakují každých 120 let.
Přechod planety Merkur byl pozorován v Paříži 7. listopadu astronomem Pierrem Gassendim (1592 – 1655). &bbquo;Le rusé Mercure voulait passer sans ętre aperçu, il était entré plustôt qu'on ne s'y attendait, mais il n'a pu s'échapper sans ętre découvert, je l'ai trouvé et je l'ai vu; ce qui n'était arrivé ŕ personne avant moi, le 7 novembre 1631, le matin“ (Mazaný Merkur chtěl přejít přes Slunce, aniž by chtěl být viděn. K úkazu došlo dříve, než všichni čekali, ale už nemohl uniknout. Já jsem ho našel a já jsem ho viděl, což neučinil nikdo přede mnou dne 7. listopadu 1631 ráno).
Tento přechod pozorovali další tři lidé: Remus Quietanus v Rouffachu (horní Rýn, Alsasko), Otec Cysatus v Innsbruku (Tyrolsko) a neznámý jezuita v Ingolstadtu (Bavorsko). Přechod planety Venuše předpovězen na 6. – 7. prosince 1631 nebyl pozorován kvůli nepřesnostem v Rudolfínských tabulkách. Přechod planety nastal v době, kdy v Evropě byla noc. Pouze konec úkazu by byl pozorovatelný ve střední Evropě.
Mladý Angličan Jeremiah Horrocks (1619 – 1641) předpověděl další přechod Venuše na neděli 4. prosince 1639 ve tři hodiny odpoledne (24. listopadu 1639 podle juliánského kalendáře). Tato předpověď odporovala 120-ti leté periodě popsané Keplerem. Pozorování prováděl z jeho vesnice Hoole (blízko Prestonu) metodou projekce na papír a tak se mu povedlo první měření tohoto úkazu. Bohužel nemohl pozorovat úkaz po celou dobu. Své pozorování musel přerušit kvůli náboženským povinnostem. Horrocksovi se podařilo z jeho pozorování vypočítat polohu uzlu oběžné dráhy Venuše. Odhadl zdánlivý průměr Venuše na méně než jednu obloukovou minutu a hodnota paralaxy Slunce není větší než 14", což odpovídá vzdálenosti 14 700 poloměrů Země (94 miliónů kilometrů). Popis pozorování byl vydán v roce 1662 J. Heveliusem. Další popisy tohoto úkazu publikoval John Wallis v roce 1672.
Přechod také pozoroval jeho přítel William Crabtree (1610-1644) v Manchesteru (viz obrázek). Crabtree byl tak ohromen tím, co viděl, že nedokázal udělat jakékoliv měření…
Pomocí třetího Keplerova zákona je možné odhadnout poměry velikostí drah ve sluneční soustavě. Pokud určíme skutečné vzdálenosti mezi dvěmi planetami nebo planetou a Sluncem, můžeme vypočítat vzdálenosti i pro ostatní planety. Paralaxa Slunce je úhel, pod kterým se jeví poloměr Země ze vzdálenosti Slunce, což je ekvivalent vzdálenosti Země – Slunce.
Měření a výpočty provedené v minulosti tyto hodnoty oproti dnešní skutečnosti velmi podcenily. Následující tabulka ukazuje zjištěné hodnoty různých autorů:
| Autor | Hodnota vzdálenosti Země - Slunce | Hodnota paralaxy | Vzdálenost Země-Slunce v km |
| Anaximander | ~54 poloměrů Země | ~1.06° | ~344,000 |
| Eudoxus | 9-ti násobek vzdálenosti Země-Měsíc | - | ~3,450,000 |
| Aristarchus ze Samy | 18-20-ti násobek vzdálenosti Země-Měsíc, tj. 360 poloměrů Země | ~9.5' | ~7,300,000 |
| Hipparchos | 2,490 poloměrů Země | ~1.4' | ~15,860,000 |
| Posidonios | 1 3,090 poloměrů Země | ~15.8" | ~83,380,000 |
| Ptolemaius | 1,210 poloměrů Země | ~2.8' | ~7,708,000 |
| Copernicus | 1,500 poloměrů Země | ~2.4' | ~9,555,000 |
| Kepler | - | <' | < 21,790,000 |
| J. D. Cassini | - | 9.5" | >137,600,000 |
| Flamsteed | - | 10" | 130,715,000 |
| Picard | - | 20" | 65,357,000 |
Přechody planet Merkur a Venuše
7. listopadu.1677 pozoroval na ostrově Svatá Helena Edmond Halley (1656 – 1742) přechod planety Merkur. Podařilo se mu určit paralaxu Slunce a určit vzdálenost Slunce – Země. Určení paralaxy Merkuru je ovšem mnohem náročnější, neboť hodnota je mnohem menší a přechody je také těžší pozorovat. Jeho metoda je založena na porovnání časů přechodu planety Venuše měřených na různých místech a na různých zeměpisných šířkách. Z napozorovaných rozdílů doby přechodu je možné určit paralaxu Venuše a posléze i paralaxu Slunce.
Halley zanechal svým následníkům zápisky, jak pozorovat a jakou metodou předpověděl přechody v letech 1761 a 1769. Všechny jeho záznamy byly publikovány v Philosophical Transactions of the Royal Society v letech 1691, 1694 a 1716. Halleyova metoda je založena na měření času uplynulého mezi prvním a posledním vnitřním kontaktem Venuše se slunečním diskem přinejmenším ze dvou různých míst pokud možno s co největším rozdílem v zeměpisné šířce. Z tohoto důvodu bylo nutné navštívit místa pozorovaní ještě před úkazem za účelem určit co nejpřesněji jejich zeměpisné souřadnice: ze zeměpisné šířky se pak určí paralaxa planety a délka synchronizovaného pozorování.
Halley doufal, že určí paralaxu Slunce s přesností 1:500, pakliže přesnost pozorování kontaktů bude kolem 2 sekund. Francouzský astronom Joseph-Nicolas Delisle (1688-1768) navrhl v roce 1722 novou metodu podobnou jednofázovému přechodu (měření prvního a posledního vnitřního kontaktu): tato metoda zvyšuje počet pozorovacích stanovišť sčítáním všech míst, kde tento úkaz byl pozorovatelný. Nicméně tato metoda vyžaduje přesně změřené zeměpisné délky, což bylo v polovině 18. stol. obtížné.