Transito di Venere: come e perché

Il transito di Venere dell'8 giu 2004 - I transiti di Venere nei secoli

Perché il transito di Venere si verifica così di rado? E perché sempre di giugno o di dicembre?

Per comprendere il meccanismo dei transiti di Venere (e il discorso vale tale e quale per i transiti di Mercurio) occorre ricordare alcuni fatti:

La Terra gira intorno al Sole in un anno = 365,256 giorni, su un orbita che è un'ellisse della quale il Sole occupa uno dei due fuochi (1a legge di Keplero). Tale orbita giace su un piano che è detto piano dell'eclittica.
Venere gira in modo del tutto analogo intorno al Sole su un orbita più piccola (interna) di quella terrestre. Il periodo è di 224,7 giorni. Il piano dell'orbita non coincide con quello terrestre ma è inclinato di un angolo di 3,4°. La linea retta comune ai due piani passa ovviamente per il Sole ed è detta linea dei nodi. Questa linea incontra l'orbita terrestre in due punti che la Terra occupa solo due volte all'anno: il 6-7 giugno (nodo discendente) e l'8-9 dicembre (nodo ascendente).
Terra e Venere girano intorno al Sole con velocità diverse e solo dopo 583,9 giorni (rivoluzione sinodica) tornano alla stessa posizione, p.es. allineati con il Sole; in tale posizione, detta di congiunzione inferiore, Venere è nel punto di minima distanza dalla Terra, ed è invisibile dal nostro pianeta essendo proprio davanti al Sole.

Perché allora il transito di Venere non si verifica ad ogni congiunzione inferiore ogni 584 giorni?

Per il semplice motivo che Sole, Venere e Terra sono realmente allineati solo quando sono sullo stesso piano e cioè sulla linea dei nodi, a giugno o a dicembre; dal momento che il Sole visto dalla Terra non è puntiforme ma ha una dimensione di 30' (mezzo grado), perché si verifichi il transito vi è un margine di circa ±4 giorni.

Dopo quanto tempo può ripetersi un transito di Venere?

È in definitiva un problema di multipli comuni tra rivoluzioni sinodiche (583,9d) e anni terrestri (365,256d), o che è lo stesso tra rivoluzioni di Venere (224,701d) e rivoluzioni terrestri. Sono possibili tre soluzioni minimali (i calcoli sono ovviamente approssimati):

Dopo 8 anni: poiché 13 rivoluzioni di Venere (224,7*13 = 2921.1 giorni) corrispondono a 8 anni terrestri (365,256*8 = 2922 giorni) con un errore di circa un giorno. Il numero di anni è intero dunque i due transiti si verificano sullo stesso nodo (entrambi a giugno o entrambi a dicembre). Dopo altri otto anni l'errore raddoppia e il transito non c'è più.
Dopo 105 anni e ½: 171,5 rivoluzioni di Venere (224,7*171,5 = 38536,1 giorni) corrispondono a 105,5 anni (365,24*105,5 = 38534,5 giorni) con un errore di 2 giorni. Il numero di anni ha una parte non intera (0,5 = ½) e i due transiti si verificano su nodi diversi, uno a giugno, l'altro a dicembre.
Dopo 121 anni e ½: 197,5 rivoluzioni di Venere (224,7*197,5 = 44378,3 giorni) corrispondono a 121,5 anni (365,256*121,5 = 44378,6 giorni) con un errore minore di un giorno. Il numero di anni ha una parte non intera (0,5 = ½) e i due transiti si verificano su nodi diversi, uno a giugno, l'altro a dicembre.

Nei secoli recenti i transiti si sono ripetuti secondo lo schema 8 + 121,5 + 8 + 105,5 = 243 anni. Si veda per confronto la cronologia dei transiti di Venere nei secoli.

In realtà sono possibili anche altri schemi; consultando il catalogo dei transiti di Venere dal 2000AC al 4000DC di Fred Espenak si trovano p.es. schemi 121,5 + 121,5 = 243 (I secolo DC), 121,5 + 8 + 113,5 (II secolo), 105,5 + 129,5 + 8 = 243 (dopo l'anno 3000!) e 114,5 + 8 + 120,5 = 243.

Collegamenti sui transiti di Venere

Six Millennium Catalog from 2000 BC to 4000: tutti i transiti di Venere dal 2000AC al 4000DC, a cura di Fred Espenak della NASA (in inglese).
Transits of Mercury: seven century catalog: tutti i transiti di Mercurio dal 1600 al 2300.
Konjunktion und Transit di Jürgen Giesen (in tedesco).