O Trânsito de Mercúrio em 2016

 Jeremiah Horrocks observando o trânsito de Vênus em 1639. (Smithsonian I. Libraries).

Mais do que especial neste ano será o trânsito de Mercúrio, a ser observado no dia 9 de maio de 2016. Conforme já anunciamos no post "Alguns eventos astronômicos em 2016", esse evento poderá ser visto em todo o Brasil. De acordo nossa referência:

Para a cidade de Campinas/SP, o evento tem seu início por volta das 8:15 da manhã e será finalizado por volta das 15:40. O trânsito poderá ser visto em telescópios por meio do uso de filtros ou por projeção direta (projeção do disco do sol em um anteparo), o que permite que mais de uma pessoa observe o fenômeno. Durante o trânsito, o disco de Mercúrio terá um diâmetro aparente de 12.1", o que contrasta com os 1900" do Sol (ou seja, o Sol estará 158X maior aparentemente que Mercúrio).

Acreditamos que a observação do evento será recompensada pela importância histórica que ele teve em outros tempos e pela curiosidade que desperta. São várias as referências a observações antigas da passagem de Mercúrio e Vênus no disco do sol. Elas testemunham as crenças antigas sobre o "sistema do mundo" e levam nossa imaginação a viajar no tempo.

Um pouco de história 

O primeiro relato histórico de um trânsito desse tipo foi feito pelo astrônomo frances Pierre Gassendi em 1631. Afirma-se (1) que trânsitos de Mercúrio e Vênus foram previstos por J. Kepler ao compilar as famosas "Tabelas Rudolfinas".  O movimento de Mercúrio contra o disco do sol (ou "mercurio in sole viso") teve importância histórica muito antes dos desenvolvimentos da relatividade ou do contexto das observações de coordenadas do século XIX (determinação precisa do paralaxe solar). O trânsito de Mercúrio foi relevante desde o século XVII por uma razão diferente: forneceu a primeira medida independente do diâmetro do disco de um planeta (2). Porém, ainda conforme (2), quando um pontinho preto foi visto cruzando o sol no ano 807 d. C., no reinado de Carlos Magno, isso já foi interpretado como uma passagem de Mercúrio (2b). Sobre isso, devemos observar que tal fenômeno era esperado dentro do sistema geocêntrico, aquele em que a Terra estava no centro do mundo e todos os planetas girariam em torno dela: eventualmente haveria um cruzamento na frente do sol. Kepler, um fervoroso heliocentrista, pensou ter observado um evento de trânsito em 1607 por meio de uma "camera obscura", o que foi negado posteriormente como uma observação de uma mancha solar (2). Gassendi, por sua vez, usou um telescópio e o método da projeção:

Fig. 1 "Mercurius in sole viso" de Gassendi (1631). 

Montei eu mesmo o aparelho sob um teto escuro que uso para observar manchas e eclipses do Sol. O círculo branco, que eu capturo pelos raios do Sol através do telescópio, tinha o diâmetro de dois terços de pé parisiense. (2)

Gassendi teve porém dificuldades em reconhecer que estava a observar Mercúrio, por causa do tamanho aparente de seu disco. Isso nos leva a considerações sobre qual o melhor método para observação do fenômeno. Embora Kepler e outros tenham se interessado pela observação do trânsito por meio da "camara obscura", modernamente recomenda-se o uso de um telescópio em projeção, o mesmo método para se observar manchas solares. De qualquer forma, deve-se evitar terminantemente a observação direta do disco do sol por questões óbvias de segurança da visão. 

As observações de Gassendi foram importantes para se conhecer melhor os diâmetros dos planetas interiores, bem como seus elementos orbitais. Dada as precisões presentes tanto nas teorias como nos dados orbitais, os trânsitos tornaram-se hoje eventos meramente educacionais, sem maior importância científica. 

Circunstâncias do evento e cuidados na sua observação.

A Fig. 2 ilustra as circunstâncias do evento no âmbito global conforme a referência (3).  Como se percebe (a partir das regiões claras), o trânsito será particularmente bem observado em boa parte da América do Sul, em particular no Brasil.

Fig. 2 Imagem da projeção do evento sobre a superfície terrestre para o dia 9 de maio de 2016. A região sem cobertura corresponde à posições geográficas onde o evento poderá ser observado totalmente. Como se vê, o Brasil será particularmente privilegiado. A duração médida do evento será de 7 horas e 30 minutos.

Um vídeo de como se parece o trânsito (desde que filmado com equipamentos apropriados) é mostrado figura 3. O fenômeno poderá ser visto em qualquer lugar em conformidade com o mapa da Fig. 1. Em particular será um evento interessante para uma reunião pública de observação, mesmo que no centro de grandes cidades.

Fig. 3 Animação mostrando a silhueta do planeta Mercúrio contra o sol durante o trânsito de maio de 2003.  Essas imagens foram compiladas a partir do satélite SOHO  (Solar and Heliospheric Observatory, cortesia NASA e ESA).

Para observação do fenômeno, em particular de várias pessoas simultaneamente, o método de projeção usando um telescópio ou binóculo (Fig. 4) é recomendado. Porém, o uso de filtros com observação em ocular pode ser mais prazeroso pela impressão causada pelo disco de Mercúrio contra a fotosfera solar, por causa do efeito de constaste. O observador deverá se certificar, entretanto, que possui o filtro correto para observação e jamais deverá improvisar qualquer tipo de filtro. Filtros solares de boa qualidade em geral são caros e devem ser periodicamente verificados quanto ao seu "prazo de validade", porque elementos externos podem deteriorar sua qualidade. É importante que o leitor atente ao fato de que a maior parte da radiação do sol é invisível, de forma que mesmo que a imagem apresente-se aparentemente opaca em uma primeira impressão, um filtro incorreto poderá deixar vazar radiação em intensidade suficiente para provocar cegueira irreparável. Assim, caso tenha dúvidas quanto ao método a ser usado, não deixe de aplicar o da projeção (Fig. 4).

Fig. 4. Segurança em primeiro lugar: o melhor método de observação do trânsito segue as mesmas práticas recomendadas para eclipses do sol.

O trânsito como uma aula de astronomia

Como dissemos, trânsitos como o de Mercúrio tem  hoje importância mais educacional do que científica. Será interessante organizar um grupo de observação, convidando amigos ou o público, desde que se dispuser de um equipamento de observação apropriado. 

Se um telescópio ou um simples binóculo não estiver disponível, há outro método? Revisitemos a ideia da câmara obscura (ou método "pin-hole"). Antes de construí-la devemos saber se o evento permitirá seu uso. Durante o evento de 2016, o disco de Mercúrio terá um diâmetro aparente de 12" aproximadamente. Isso corresponde a 0.0033 graus ou 5.8E-5 radianos. Se um minúsculo orifício puder ser improvisado na janela de um quarto escuro, para que Mercúrio projete um disquinho de 0.3 mm de diâmetro, o orifício deverá se localizar a 5 metros de distância do anteparo de projeção, quando o disco do sol terá aproximadamente 45 mm. Por isso, provavelmente catedrais (ou prédios com pés direitos altos) funcionariam como "salas escuras" ideais para observação desse evento sem instrumentos. 

O método de projeção, embora não necessite de recursos ópticos mais aprimorados, pode ser de difícil implementação na ausência de um ambiente escuro dessa dimensão. De qualquer forma, o registro fotográfico por esse método é bastante simples tanto com ou sem uso de instrumentos.

Lembramos que o próximo evento de trânsito de Mercúrio será em 11 de novembro de 2019. Esse também será um evento favorável ao Brasil.

Referências

1 - http://www.scientus.org/Gassendi-Transit-Mercury.html (acesso em abril de 2016)
2 - A. van Helden (1976). The Importance of the Transit of Mercury of 1631. Journal for the History of Astronomy, Vol. 7, p.1

2b - Difícil acreditar nisso porque o disco de Mercúrio, em geral, tem um diâmetro de frações de grau e, à vista desarmada, são poucas as chances de observação por falta de contraste. A explicação mais provável para esse evento foi uma grande mancha na superfície do sol.

3 - http://xjubier.free.fr/en/site_pages/transits/ToM_2016.html (acesso em abril de 2016)