Doppeltransits

Wann sind Venus und Merkur gleichzeitig vor der Sonne zu sehen?

Manche Himmelsschauspiele sind sehr selten. Noch unwahrscheinlicher ist es offensichtlich, dass zwei seltene Ereignisse gleichzeitig auftreten. Aber mit welchen Zeitabständen muss man z.B. für einen Doppeltransit von Venus und Merkur rechnen?

Ein Transit der Venus zählt zu den wirklich  seltenen Himmelsschauspielen. Der letzte fand nach einer Pause von 122 Jahren am 8. Juni statt. Der nächste wird sich in 8 Jahren - im Jahr 2012 - ereignen. Danach muss man allerdings rund 115 Jahre bis zum nächsten warten. Venus-Transits folgen einem festen Schema: 8, 115, 8 und 122 Jahre. Danach beginnt der Zyklus von neuem.

Nicht nur unser Nachbarplanet Venus kann vor der Sonnenscheibe vorbei laufen. Auch der innerste Planet Merkur ist ab und zu vor ihr zu sehen. Aber deutlich öfter, etwa 13 mal im Jahrhundert, kommt es zu einem Merkur-Transit.

Nun kann man sich fragen, ob es möglich ist, dass beide Planeten gleichzeitig vor der Sonne vorbei ziehen? Dieses Problem untersuchten der belgische Astronom Jean Meeus und sein italienischer Kollege Aldo Vitagliano von der Universita di Napoli Federico II nach. Ihre Berechnungen zeigen, dass ein Doppeltransit von Merkur und Venus tatsächlich äußerst unwahrscheinlich ist.

Transitbedingungen

Transits treten nur auf, wenn ein Planet auf seiner Umlaufbahn zwischen Erde und Sonne hindurch läuft. Diese Konstellation wird untere Konjunktion genannt. Allerdings sind die Bahnen von Merkur und Venus um mehrere Grad gegen die Erdbahn geneigt. Normalerweise wandern die Planeten deshalb während der Konjunktion ober- oder unterhalb der Sonnenscheibe vorbei. Nur wenn sie sich gleichzeitig in der Nähe ihrer Bahnknoten aufhalten, kommt es zu einem Transit. Die Knoten sind die Stellen, an denen die Planetenbahnen die Ebene der Erdbahn durchstoßen.

Zur Zeit liegen die Knoten für Merkur und Venus aber nicht in der selben Richtung, sondern sind etwa 28 Grad von einander entfernt. Folglich können beide Planeten nicht zusammen vor der Sonne erscheinen. Aber dieser Zustand wird sich langsam ändern. Im Lauf der Jahrhunderte drehen sich die Bahnen und die Knoten der beiden Bahnen nähern sich. Die Knoten der Merkurbahn wandern pro Jahrhundert um etwa 1,2 Grad und die der Venus um ca. 0,9 Grad, d.h. die Knoten der Merkurbahn holen die der Venus langsam ein.

Ergebnis langwieriger Berechnungen

26. Juli 69163

27. März 224508

Meeus und Vitagliano fanden nun durch umfangreiche Berechnungen heraus, dass ein Doppeltransit von Venus und Merkur in den nächsten 300 000 Jahren erst im 70. Jahrtausend stattfinden wird, nämlich im Jahr 69163. Bis zum darauf folgenden Simultanereignis wird es sogar noch länger dauern. Erst im Jahr 224508 sind beide Planeten wieder gleichzeitig vor der Sonne zu sehen. Ähnliche Rechnungen wurden auch für die vergangenen Jahrtausende durchgeführt. Danach gab es aber in den letzten 280000 Jahren keinen gleichzeitigen Vorübergang der Planeten vor der unserem Tagesstern.

Das jeweilige Datum in der Tabelle der beiden Doppeltransits bezieht sich auf die dynamische Zeitskala, die Astronomen für Berechnungen verwenden. Da sich aber die Erdumdrehung im Laufe der Zeit durch die Gezeitenreibung verlangsamt, müssen für das tatsächliche Datum Korrekturen angebracht werden. Diese lassen sich aber für die Zukunft nicht genau vorher sagen und sind deshalb hier nicht berücksichtigt. Doch ändert dies nichts daran, ob ein Transit stattfindet oder nicht. Es ändert sich nur das Kalenderdatum. Meeus und Vitagliano schätzen, dass sich das Datum sich um etwa 133 bzw. 1450 Tage verschiebt, auf März 69163 bzw. April 224504.

Transits während einer Sonnenfinsternis

So wie ein Merkur- oder Venustransit als eine Minisonnenfinsternis angesehen werden kann, ist auch eine „normale“ Sonnenfinsternis durch den Mond ein Transit. Vitagliano untersuchte deshalb auch, wann es zu einem Planetentransit während einer Sonnenfinsternis kommen wird. Bis zum Jahr 16000 kommt es danach zu neun Merkur- und einem Venustransit während einer Finsternis. Der Reigen beginnt im Jahr 6757 mit einem Merkurtransit während einer partiellen Sonnenfinsternis. Der einzige Venustransit in dem untersuchten Zeitraum findet im Jahr 15232 während einer totalen Verfinsterung der Sonne statt. Innerhalb des untersuchten Zeitraums ist für die Abfolge der Ereignisse keine Regel zu erkennen. Von 1600 bis 6600 findet überhaupt kein Transit während einer Finsternis statt, zwischen 9361 und 9966 gleich drei.

Fehlerabschätzung

Der größte Unsicherheitsfaktor in den Berechnungen dürfte nach Meinung der beiden Wissenschaftler die ungenaue Kenntnis der Änderung der Erddrehung durch die Gezeitenreibung sein. Dadurch ändert sich entsprechend die Umlaufzeit des Mondes. Abschätzungen für die Größe des Fehlers liefern Werte für Abweichung des Zeitpunkts der Finsternismitte von etwa 400 Sekunden in 14 000 Jahren. Da diese Abweichungen wesentlich kleiner sind, als die Dauer eines Transits, fallen sie nicht ins Gewicht. Wenn der Fehler allerdings vier mal so groß sein sollte, könnte das letzte Ereignis in der obigen Tabelle gerade verpasst werden.

Quelle: J.Br.Astron.Assoc. 114, 3, 2004