© Rodolfo Calanca, 2003

 

I TRANSITI DI MERCURIO TRA IL SEICENTO ED IL SETTECENTO

 

di Rodolfo Calanca

 

- Il secondo transito di Mercurio (dopo quello osservato da Gassendi e di cui abbiamo parlato in un altro articolo) avvenne il 3 novembre 1651 ma, invisibile in Europa, fu osservato a Surat in India dall’inglese Jeremiah Shakerley[1] che vi si era recato appositamente. Il resoconto di Sharkeley fu pubblicato da Wing nella sua Astronomia Britannica.[2] 

 

- Il transito del 3 maggio 1661, trovò ben preparato Hevelius che da Danzica seguì le fasi del fenomeno, in seguito descritte nell’opera Mercurius in Sole visus (Mercurio visto sul Sole) e a Londra da Huygens, Mercator e Street. Hevelius vide l’ingresso di Mercurio sul Sole ma non l’uscita, perché i due astri si trovavano ormai sotto l’orizzonte. Il diametro apparente di Mercurio, ricavato da Hevelius tramite l’osservazione del transito, fu una delle più accurate determinazioni del Seicento: differiva dal valore vero a meno di 0”.5[3].

 

- Nel 1677, il grande astronomo inglese Edmond Halley, allora poco più che ventenne, su invito del matematico scozzese James Gregory, si recò all’isola di S. Elena, nell’Oceano Atlantico, per seguire il transito di Mercurio del 7 novembre.

Ad Halley era parso di poter cogliere gli istanti dei contatti tra i lembi del Sole e Mercurio con la precisione del secondo di tempo e di poter quindi utilizzare la durata del transito per determinare la parallasse solare. Dopo quest’importante osservazione, confrontò il vero percorso di Mercurio sul Sole, con le previsioni del fenomeno contenute nelle famose effemeridi rudolfine di Thomas Street, ricavando una parallasse solare, affetta da un forte errore, di 45”, che corrispondeva ad una distanza Terra-Sole di soli 29 milioni di chilometri (il valore della parallasse solare oggi accettato è 8”.794).

 

- Il transito del 10 novembre 1690 fu osservato dal gesuita padre Fontanay a Canton in Cina. Il dischetto di Mercurio gli era apparso nero e perfettamente rotondo. A Rotterdam Cassini II vide il passaggio tra le nuvole, per mezzo di un cannocchiale montato su di un ottante. L’uscita fu osservata anche a Norimberga da Wutzelbaur e Eimmart. Le diverse osservazioni consentirono di migliorare la conoscenza delle longitudini di Rotterdam, Norimberga e Canton.

 

- Il sesto ed ultimo passaggio di Mercurio del XVII secolo arrivò il 3 novembre del 1697, fu osservato a Parigi da J.-D. Cassini e Maraldi, mentre Cassini II lo osservò da Rotterdam. Maraldi, con un cannocchiale di 18 piedi, aveva notato una specie di nebulosità da una piccola parte del suo bordo. 

 

  

I transiti di Mercurio nel XVIII secolo

 

- Un transito quasi centrale di Mercurio, previsto per il 5 maggio 1707, in Europa fu osservato solamente in Danimarca. L’osservazione fu resa difficile dal fatto che il Sole stava sorgendo quando Mercurio era prossimo all’uscita.

L’errore nella predizione, aveva preoccupato gli astronomi, che erano convinti di poter contare, per i loro calcoli, su tavole sufficientemente accurate.  Purtroppo però le tavole rudolfine di Kepler avevano prodotto un errore di ben 12h: il primo contatto era stato previsto per le 5h 15m, anziché le 17h 32m come in realtà avvenne. I calcoli furono ripetuti con le rudolfine modificate da Halley, che si avvicinarono molto di più alla verità, prevedendo il primo contatto alle 20h 15m, con un ritardo di circa tre ore.

Ci si rese conto che l’orbita di Mercurio era troppo mal conosciuta e che ancora molto lavoro rimaneva da fare, in particolare occorreva determinare con maggior precisione la posizione dei suoi nodi. 

In quel transito, l’unico a scorgere l’uscita di Mercurio dal disco solare fu Römer dall'osservatorio di Copenaghen.

 

- Il transito del 9 novembre 1723 fu osservato, in modo parziale, a Parigi da P. de La Hire e da Jacques Cassini e Maraldi all’osservatorio reale. Il primo contatto avvenne in prossimità del tramonto, con il Sole 14° sull’orizzonte.   

In questo passaggio, il pianeta fu visto molto scuro, rotondo e senza alcun accenno di nebulosità intorno al suo disco. Cassini II osservò con un cannocchiale di 2.4 metri di fuoco e un micrometro speciale a quattro fili incrociati a 45°. Altre osservazioni del transito furono eseguite da Eustachio Manfredi a Bologna e da Poleni a Padova.

In Inghilterra, un resoconto delle osservazioni fu presentato alla Royal Society da Edmond Halley[4], nel frattempo divenuto astronomo reale. Halley seguì il transito con un cannocchiale di 24 piedi, mentre James Bradley osservò l’immersione totale del pianeta con un cannocchiale di Huygens di 120 piedi.  

 

- Quello dell’11 novembre 1736 fu un transito importante perché servì a migliorare la teoria del movimento di Mercurio. Plantade, da Montpellier, osservò intorno al pianeta un anello luminoso visibile per 6 o 7 secondi con un cannocchiale di 25 piedi di focale.  Lo stesso transito fu seguito da Grandjean de Fouchy dal Poitou, con un cannocchiale di 7 piedi.

 

- Il transito del 2 maggio 1740 non fu visibile dall’Europa. Una delle sue poche osservazioni si deve a J. Winthrop di Cambridge nelle colonie americane.

 

- Transito del 5 novembre 1743. Fu interamente visibile dall’Europa: dopo quelli del 1677 e del 1723, questo fu il terzo ad essere osservato in tutte le sue fasi.

In Francia, Italia e Germania esso fu seguito con attenzione. Durante il suo svolgimento, Cassini II[5] affermò di aver visto intorno a Mercurio un’atmosfera assai tenue e sfumata, simile a quella che circonda le macchie solari, visibile per tutta la durata del transito. Con ogni probabilità, l’effetto di questa presunta atmosfera era stato prodotto dalle aberrazioni ottiche, sferica e cromatica, del cannocchiale usato nell’osservazione.

Al contrario, l’abate Lacaille, abilissimo osservatore, scrisse di non visto attorno a Mercurio alcuna nebulosità e che esso gli era apparso perfettamente rotondo e ben definito.[6] Anche Maraldi,[7] all’osservatorio reale, fece un’osservazione simile a quella dell’abate, che sembrava contribuire all’idea dell’assenza di un’atmosfera intorno al pianeta. 

Ancora Cassini II, che osservava dai suoi possedimenti di Thury, tentò di determinare la parallasse solare, facendo uso delle osservazioni di suo figlio Cassini III all’osservatorio reale di Parigi, seguendo il metodo suggeritogli da Delisle,[8] allora all’osservatorio russo di Pietroburgo. 

Il suo risultato, 15”,[9] era però peggiore di quello ottenuto dal padre, Cassini I, nel 1672: 12”. 

Un altro risultato interessante di Cassini II, anche se non esatto, che derivava dall’osservazione di questo transito, riguardava la determinazione del diametro di Mercurio, che egli ritenne dello stesso ordine di grandezza della Luna.[10]

 

- Il transito del 6 maggio 1753, quasi centrale (minima distanza tra i centri: 2’ 12”) fu tra i più importanti e seguiti del Settecento. In Francia, Delisle, come sua abitudine, aveva pubblicato, con un anticipo di qualche mese, un piccolo trattato sull’argomento di notevole interesse teorico e pratico.  Nel suo lavoro, egli illustrava il procedere del fenomeno attraverso i calcoli eseguiti con alcune importanti tavole astronomiche, tra le quali spiccavano quelle di de la Hire, Cassini II, Halley e le tavole Caroline di Street, che però tra loro non concordavano, come già era accaduto, tra lo sconcerto degli astronomi, nelle previsioni del transito del 1707 di cui abbiamo già fatto cenno. Le tavole che si rivelarono più accurate, furono quelle di Halley, modificate a Parigi da Legentil e da Cassini II.

Delisle, nella seconda parte del suo trattato, forniva importanti consigli pratici per l’osservazione del transito, soprattutto sulle precauzioni da adottare per proteggere gli occhi e rendere più precisa l’osservazione. Ad esempio, consigliava di osservare accoppiando un vetro affumicato ed uno di colore verde scuro, ciò avrebbe consentito di avere un’immagine solare bianca, molto nitida e ben definita.[11]  

Nella terza ed ultima parte, presentava il suo famoso mappamondo, presto conosciuto ed ammirato in tutti gli ambienti scientifici europei, sul quale erano tracciate le linee di visibilità del transito per tutte le località terrestre con il Sole sopra l’orizzonte durante il fenomeno. 

In Europa, il I° e II° contatto non furono visibili perché i due astri non si erano ancora levati. Per seguire il Sole fin dal suo nascere, Cassini II,[12] assistito da Legentil e dall’abbé Chappe, alcuni giorni prima aveva installato i loro strumenti sulla terrazza dell’Osservatorio reale di Parigi, protetti da una grande tenda. Le osservazioni iniziarono quando il Sole non era ancora totalmente emerso dall’orizzonte. 

Esse si svolsero regolarmente, senza mostrare fenomeni inattesi.

Un altro noto astronomo, Lemonnier,[13] ricevette l’ordine reale di recarsi, con i suoi strumenti, nel castello di Bellevûe. I telescopi di Lemonnier erano tra i migliori del tempo: un riflettore dell’ottico inglese James Short e un rifrattore di 9 piedi con micrometro.

Delisle, dall’Hotel de Clugny, osservò con un riflettore catadiottrico di circa 1.5 metri di fuoco munito di un oculare doppio, un ingrandimento di 75 volte ed una combinazione di filtri che davano un’immagine solare bianca.[14]

Il famoso esperto di comete, il canonico A.-G. Pingré[15], seguì il transito da Rouen con due piccoli cannocchiali muniti di micrometro. Le condizioni meteorologiche non furono delle migliori, a causa di un forte vento ed all’agitazione atmosferica che continuamente alterava l’immagine.

Forse l’osservazione più interessante di questo passaggio fu quella eseguita da J.J. de Lalande[16] dal castello Meudon con il nuovo strumento, inventato da Bouguer[17], chiamato eliometro, costituito da due obbiettivi identici posti uno di fianco all’altro, montati all’interno dello stesso tubo. Con un solo oculare si vedevano contemporaneamente le due immagini del Sole nei fuochi degli obbiettivi. La distanza tra le due immagini sul piano focale era proporzionale alla distanza tra i centri delle due lenti.

Se, ad esempio, questa distanza, al fuoco, formava un angolo di 30’, le immagini dei due dischi del Sole si sarebbero toccate allorché il diametro dell’astro fosse stato esattamente uguale a tale angolo. Bouguer pensò di rendere mobile una delle due lenti, facendo in modo di allontanarla o avvicinarla a quella fissa, fino a quando le due immagini si fossero toccate ai bordi. Gli spostamenti potevano essere facilmente misurati, montando una delle lenti su di un carrello micrometrico finemente graduato, mosso da una vite di precisione.

Con questo nuovo dispositivo Lalande prese numerose volte la distanza tra i bordi del Sole e di Mercurio e fu in grado di determinare l’inclinazione dell’orbita del pianeta.

 

- Transito del 7 Novembre 1756, in Europa visibile solo l’uscita con il Sole al nascere.

 

- Transito del 9 novembre 1769, non visibile in Europa. Visibilità in Australia ed Oceano Pacifico. Di questo transito in Asia furono eseguite due sole osservazioni, la prima a Batavia, da Mohr, la seconda nelle Filippine da Veron, un giovane astronomo allievo di Lalande, morto poco dopo di colera nel viaggio di ritorno che stava compiendo sulla nave dell’esploratore de Bougainville. Le osservazioni americane furono eseguite da Lukens, Rittenhouse e Biddle a Norriton in Pennsylvania e da Williamson, Shippen, Evans e Ewing a Philadelphia[18].  In nessuna di queste località il transito fu visibile per l’intera sua durata.

 

- Transito del 12 novembre 1782, quasi radente, osservato in Europa. 

Il transito avvenne a Parigi quando il Sole, durante il primo contatto interno, era a meno di 14° sull’orizzonte e, all’uscita, ad 1°. Lalande[19] voleva verificare, per mezzo di accurate osservazioni del fenomeno, le sue tavole del pianeta, pubblicate nel 1765 sulla Connoissance des Temps. Egli poté osservare solamente l’ingresso, ed il tempo rilevato di questa fase, pur evidenziando un errore di quasi 20 minuti nelle sue tavole, lo lasciò abbastanza soddisfatto, anche se dovette ammettere che ancora erano necessari miglioramenti nella conoscenza dell’orbita del pianeta e della precessione della linea dei nodi, da lui stimata in 6” per anno. 

Il noto astronomo Méchain, uno dei padri del sistema metrico decimale, che osservava dalla residenza del duca d’Ayen con un rifrattore acromatico di 9 centimetri di diametro e 1.2 metri di fuoco a 60 ingrandimenti vide l’immagine di Mercurio mal definita e circondata, dalla parte rivolta verso il bordo solare, da una nebulosità colorata[20]

Le sue osservazioni dei contatti, confrontate con le circostanze del fenomeno previste dalle tavole di Lalande, attribuivano ad esse un errore, abbastanza consistente, di 24”, in difetto, nella longitudine e di 5”.5 in eccesso nella latitudine del pianeta.   

Il grande astronomo Charles Messier[21], da poco ripresosi da una grave caduta che lo aveva costretto a letto per oltre un anno, osservò il transito dall’osservatorio della Marina. Nei due giorni precedenti era caduta la pioggia e si era avuta anche una breve nevicata. Durante una schiarita, l’11 Messier ne aveva approfittato per sistemare uno dei suoi strumenti preferiti, un rifrattore acromatico in montatura equatoriale, munito di micrometro, di 1 metro di fuoco che utilizzò, durante il transito, a soli 40 ingrandimenti per poter ottenere un’immagine meglio definita dei bordi del Sole e di Mercurio. 

L’osservazione si svolse correttamente, ed egli non notò nessun particolare rilevante durante i contatti. Non poté osservare l’uscita del pianeta perché ormai il Sole era sull’orizzonte.  

Cassini IV, insieme agli assistenti Vallot e Nouet, fecero le loro osservazioni dall’osservatorio reale[22]. Tra gli strumenti impiegati, alcuni rifrattori acromatici, uno dei quali di 11 centimetri di diametro con un eliometro per misure angolari. Purtroppo le immagini erano agitate ed anche i tempi dei contatti furono rilevati con qualche incertezza e scarsa precisione.   

 

- Transito del 4 maggio 1786, visibile in Europa solo l’uscita del pianeta. 

Destò scalpore per un errore commesso da Lalande nei calcoli dei tempi del fenomeno. La mattina del 4 maggio, sulla base delle previsioni di Lalande, numerosi astronomi parigini, tra i quali Delambre, Lemonnier, Pingré, Méchain, Messier e Cassini, attendevano che le nuvole si diradassero per poter osservare l’uscita del pianeta. 

Siccome però il Sole non appariva ed il momento dell’ultimo contatto previsto era già passato, tutti gli astronomi lasciarono gli strumenti, ad eccezione di Delambre e Messier. 

Delambre era rimasto al cannocchiale perché nutriva dubbi sulla precisione delle tavole di Mercurio compilate dal suo maestro. Il famoso cercatore di comete Messier[23], invece, da giorni stava seguendo alcune grosse macchie solari e, imperterrito, era rimasto al suo posto. Finalmente, quando il Sole riapparve, l’ultimo contatto era in corso, ben 53 minuti dopo l’istante calcolato da Lalande. La sera, quando Delambre e Messier raccontarono agli increduli colleghi l’osservazione avvenuta dopo la loro partenza, questi, in un primo tempo, ritennero di essere vittima di uno scherzo, tanta era la loro fiducia nelle tavole planetarie del vecchio astronomo. Il transito fu osservato anche ad Upsala in Svezia dal noto astronomo Prosperin.

 

- Transito del 5 novembre 1789, in Europa visibile solo l’ingresso, l’egresso dopo il tramonto. Fu osservato a Parigi dal solito Messier[24] che non ebbe però molta fortuna a causa del cattivo tempo dei giorni precedenti. Quando le nuvole si diradarono, Mercurio era già sul disco solare. Egli osservava con un acromatico di 11 centimetri di diametro e 1.1 metri di fuoco in montatura equatoriale: annotò che Mercurio era apparso perfettamente rotondo e di un colore bruno assai scuro, senza alcuna nebulosità intorno al suo disco. 

 

- Transito del 7 maggio 1799, in Europa transito visibile in tutta la sua durata.



[1] Chapman, A., Jeremiah Shakerley, astronomy, astrology and patronage in Civil War Lancashire, Transactions of the Lancashire and Cheshire Historical Society (1986), pp. 1-14.

[2] Chapman, A., Jeremiah Horrocks, the Transit of Venus, and the 'New  Astronomy' in early seventeenth-century England, Quarterly Journal  of the Royal Astronomical Society, 31 (1990), p. 335.

[3] J. Hevelius, Mercurius in Sole visus Gedani, Anno Christiano 1661, d. III Maji, St., p. 87, Gedani 1662.

[4] E. Halley, An account of the Appearance of Mercury, passing over the Sun’s Disk, on the 29th of October, 1723 determining the mean Motion and fixing the Nodes of that Planet’s orbit, Philosophical Transactions, vol. XXXIII, n. 386, Jan.-Febr. 1725, pp. 228-238.   

[5] J. Cassini II, Observation du passage de Mercure  devant le Soleil, faite le 5 novembre de cette année 1743, Mémoires de l'Académie Royale des Sciences année 1743, p. 374. 

[6] Lacaille, Extrait de quelques observations astronomiques, faites au Collége Mazarin pendant l’année 1743, Mémoires de l'Académie Royale des  Sciences année 1743, p. 174.

[7] Maraldi, Observation du passage de Mercure sur le disque du Soleil, faite à l’Observatoire Royal le 5 Novembre 1743, Mémoires de l'Académie Royale des  Sciences année 1743, pp. 281-287.

[8] J.N. Delisle, D’une Lettre de M. Delisle, écrite de Petersbourg le 24 Août 1743, et adressée à M. Cassini, servant de supplément au Mémoire de M. Delisle, inséré dans le volume de 1723, p. 105, pour trouver la parallaxe du Soleil par le passage de Mercure dans le disque de cet Astre, Mémoires de  l'Académie Royale des Sciences année 1743, pp. 419-428.

[9]  J. Cassini II, loc. cit., p. 388.

[10]  J. Cassini II, loc. cit., p. 389.

[11] Anonimo, Sur la conjonction écliptique de Mercure et du Soleil, du 6 Mai 1753, Histoire de l’Académie Royale des Sciences, année 1753, pp. 234-240.

[12] J. Cassini II, Observation du passage de Mercure  sur le Soleil, faite à l’Observatoire royal, le 6 Mai au matin, Mémoires de l'Académie Royale des Sciences année 1753, pp. 59-62. 

[13] Lemonnier, Observations du passage de Mercure sur le disque du Soleil , le 6 Mai 1753 au matin, faites en présence du roi , Mémoires de l'Académie Royale des  Sciences année 1753, pp. 134-138.

[14] J.N. Delisle, Mémoire sur le diamètre apparent de Mercure, et sur le temps qu’il emploie à entrer et à sortir du disque du Soleil dans les Conjonctions inférieures écliptiques, Mémoires de  l'Académie Royale des Sciences année 1753, pp. 243-249.

[15] A.-G. Pingré, Observation du passage de Mercure sur le disque du Soleil, le 6 Mai 1753 au matin, Mémoires de  l'Académie Royale des Sciences année 1753, pp. 420-428.

[16] J.J. (Le François) De Lalande, Observations du passage de Mercure sur le Soleil, dans le Nœud descendant, faite au château de Meudon, le 6 Mai 1753 ; avec une methode pour en déduire les élemens de l’orbite, Mémoires de l'Académie  Royale des Sciences année 1753,  pp. 589-602.

[17] Bouguer, De la mesure des diamètres des plus grandes Planètes: description d'un nouvel Instrument qu'on peu nommer Héliometre, propre à les déterminer; et Observations sur le Soleil, Mémoires de   l'Académie Royale des Sciences année 1748, pp. 11-34

[18] J.J. de Lalande, Passage de Mercure sur le Soleil, observé dans l’Isle de Java et en Pensylvanie le 9 novembre 1769, Mémoires de l'Académie Royale des  Sciences année 1772, prem. partie,  pp. 445-451.

[19] J.J. De Lalande, Observations du passage de Mercure sur le Soleil, arrivé le 12 Novembre 1782 ; avec les conséquences qui en résultent, Mémoires de l'Académie Royale des  Sciences année 1782, pp. 207-210.

[20] Méchain, Observation du passage de Mercure le 12 novembre 1782, Mémoires de l'Académie Royale des  Sciences année 1782, pp. 577-580.

[21] C. Messier, Observations du passage de Mercure sur le disque du Soleil, le 12 novembre 1782, faite à Paris à l’Observatoire de la Marine, Mémoires de l'Académie Royale des  Sciences année 1782, pp. 658-662.

[22] Cassini IV, Observation du passage de Mercure sur le Soleil, faite à l’Observatoire Royal de Paris  le 12 novembre 1782, Mémoires de l'Académie Royale des  Sciences année 1782, pp. 663-666.

[23] C. Messier, Observation du passage de Mercure sur le disque du Soleil, le 4 mai 1786, faite à l’Observatoire de la Marine, Mémoires de l'Académie Royale des  Sciences année 1786, pp. 121-131.

[24] C. Messier, Observation du passage de Mercure sur le disque du Soleil, le 5 novembre 1789, faite à l’Observatoire de la Marine, Mémoires de l'Académie des  Sciences année 1790, pp. 417-420.

 

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