Der Venusdurchgang

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Der Venusdurchgang von 1761 nach Prof Ypey aus Amsterdam

Keplers Bahngesetze schafften die Möglichkeit, die Abstände der Planeten relativ zu einander zu berechnen. Was fehlte, war jedoch eine Möglichkeit die Größen im Sonnensystem auch absolut, d.h. mit konkreten Zahlen zu bestimmen. Mit Hilfe des dritten Keplerschen Gesetz konnte zwar berechnet werden, dass die Marsbahn um die Sonne dem 1,52fachen der Erdbahn entsprach aber nicht wie groß dies in Kilometern oder Meilen war.

Halley erkannte 1715 eine Möglichkeit bei einem Durchzug der Planeten Venus oder Merkur vor der Sonne, einem Transitvorgang oder Planetendurchgang, absolute Zahlen zu bekommen. Ähnlich einer geografischen Vermessung auf der Erde müssen eine Strecke und zwei Winkel zur Berechnung eines Dreiecks bekannt sein. In der Geografie wird eine Basislinie genau vermessen und von den beiden Endpunkten der Strecke die Winkel zum entfernte Kirchturm bestimmt. Liegt die Basis rechtwinklig zum Kirchturm so spannt sich ein gleichschenkliges Dreieck auf, bei dem nur noch ein weiterer Winkel bekannt sein muss.

Bei einem Planetendurchgang werden zur Bestimmung der Basislinie auf der Erde zwei weit entfernte Beobachtungsorte gewählt. Deren Distanz zueinander ist exakt zu berechnen. Bei einer Passage des Planeten durch die Sonnenscheibe verschiebt sich der Ort des Planetenscheibchens vor der Sonnenscheibe aufgrund der unterschiedlichen Beobachtungswinkel leicht voneinander. Die Differenz der beiden Durchgangsbahnen in der Sonnenscheibe ist ein Maß für den Beobachtungswinkel -die "Sonnenparallaxe". Somit ist die Entfernung zur Sonne exakt zu berechnen.

In der Praxis wurden die Durchgangsbahnen durch die Sonne an den verschiedenen Beobachtungsstandorten durch die exakten Ein- und Austrittszeiten bestimmt, wann das Planetenscheibchen den Sonnenrand berührt. Wenn alles gut klappte, besaß der Beobachter nach dem Ereignis vier Zahlen: zwei äussere und zwei innere Kontakte. Je mehr Beobachter auf der Erde diese Prozedur ausführten, um so genauer sollte sich der Abstand zur Sonne berechnen lassen.

Der Merkur durchquert die Sonnenscheibe relativ häufig. Seine Größe und sein naher Abstand zur Sonne machten ihn allerdings für Transitmessungen im 18. und 19. Jahrhundert ungeeignet. So blieb nur der Venusdurchgang. Dieser ist allerdings nicht sehr häufig. In einem Zyklus von 243 Jahren finden lediglich vier Durchgänge statt (8 - 121,5 - 8 - 105,5 Jahre). Halley war nicht mehr in der Lage, den nächsten Venusdurchgang im Jahr 1761 selbst zu verfolgen.

Zu den Durchgängen von 1761 und 1769 machten sich eine Vielzahl von Expeditionen zu den entlegendsten Orten auf. Eine der bekanntesten ist wohl die Reise Cooks nach Tahiti. Manche hatten Glück, anderen blieben nach mühevollen Strapazen vom Pech verfolgt.

Der Franzose Abbé Chappe d'Auteroche reiste 1761 nach Sibirien, wo ihm die Bevölkerung argwöhnisch gegenüberstand und ihn schließlich vertrieb. 1769 reiste er auf die Kalifornische Halbinsel, wo er nach einer Irrfahrt zwar ankam, nach dem Venusdurchgang aber an der Pest starb.

Ein anderer Franzose, Le Gentil, reiste über Madagaskar nach Pondichérry in Indien, wo er aufgrund eines englisch-französischen Krieges vertrieben wurde und den Durchang vom Deck eines Schiffes zwar beobachten aber nicht vermessen konnte. Er wartete 8 Jahre auf Inseln des indischen Ozean auf den zweiten Durchgang, doch der wurde ihm durch dichte Bewölkung unmöglich gemacht.

Der Österreicher Maximilian Hell beobachtete den Durchgang 1761 am Nordkapp, verstrickte sich bei der Publikation seiner Daten in Widersprüche und er als unglaubwürdig verschrien wurde.

Chappe d'Auteroche beobachtete in Sibirien und Californien
Chappe gab umfangreiche Reisebeschreibungen heraus: hier Reise in Californien

Le Gentil veröffentlichte nach seiner Odyssee eine Reisebeschreibung:

Reise um die Welt und Reisen in den indischen Meeren.

 

Dennoch gelangen gute Messungen, z.B. Mason und Dixon am Kap der Guten Hoffnung, Maskelyne in Greenwich oder Lalande in Luxemburg. Viele unpräzise Daten erschwerten allerdings die genaue Berechnung der Sonnenparallaxe. Franz Encke wagte sich an die Flut der Daten und errechnete ein relativ gutes Ergebnis von 8.578 Bogensekunden, was einer Entfernung der Erde zur Sonne von ca. 153.370.000 km entsprach. Der Fehler lag allerdings um die 5.000 km.

Der heutige genaue Wert aus Radarmessungen lautet 8.79415 Bogensekunden (149,597,836 km).

Die folgenden Durchgänge von 1874 und 1882 wurde zwar von einer noch größeren Beobachterzahl mit deutlich besseren Instrumenten verfolgt, die Größe der Parallaxe verbesserte sich allerdings nur unwesentlich.

Fotoplatte des Venusdurchganges 1882 Expedition des US-Naval Observatory nach Südafrika.

 

Die nächsten Durchgänge von 2004 und 2012 spielen für die Bestimmung der Parallaxe nur noch eine untergeordnete Rolle, denn inzwischen sind wesentlich genauere Messverfahren vorhanden.

Belichtungsreihe des Venusdurchganges 2004 beobachtet in Timmendorfer Strand vom Autor.

 

Hamburger Beteiligung an den Messungen

Von Hamburg aus gingen keine professionelle Beobachtungen zum Venusdurchgang aus obwohl die Durchgänge zu den wichtigsten astronomischen Ereignissen des 18. und 19. Jahrhunderts zählten.

Im 18. Jahrhundert existierte in Hamburg allerdings noch keine astronomische Institution, die lokale Beobachtungen oder gar Expeditionen hätte organisieren können.

Elert Bode war 1769 zweiundzwanzig Jahre alt als der Venusdurchgang anstand. Er bestieg den Turm der Catharinenkirche kurz vor Sonnenuntergang und konnte den Beginn des Ereignises gerade noch beobachten.

„Ich erinnerte mich noch dabei mit Vergnügen, daß ich gerade heute vor 55 Jahren, zu Hamburg die Venus kurz vor dem Untergang der Sonne, am obern Sonnenrand eingetreten erblickte. Es erschien damals von mir, über diese merkwürdige Himmelsbegebenheit, eine Abhandlung mit einer allgemeinen Erdkarte und Abbildung des Vorübergangs der Venus. "

Matthias Claudius gab im Wandsbeker Boten eine genaue Beobachtungsanweisung heraus, die möglicherweise ebenfalls auf seinen Freund Bode zurückgeht.

„Dieser Durchgang nun, den wir am 3.Juni erwarten "

Erstaunlich ist, dass auch die Sternwarte am Millernthor unter George Rümker sich nicht mit dem Venusdurchgang beschäftigte. Veröffentlichungen oder Berichte sind nicht vorhanden. Leider beginnt der öffentliche Jahresbericht der Sternwarte erst im Jahr 1883, also ein Jahr nach dem letzten Durchgang des 19. Jahrhunderts.

 

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