© Rodolfo Calanca, 2003

 

Fenomeni ottici durante

i transiti di Mercurio osservati tra il  XVII° ed il XIX° secolo

 

di Rodolfo Calanca

 

Kepler formulò, nel 1629, la prima previsione scientifica di un transito nella sua famosa Admonitio ad astronomos (Avviso per gli astronomi), dove annunciava due passaggi sul Sole: il primo di Mercurio l’altro di Venere, rispettivamente il 7 novembre ed il 6 dicembre 1631.

Per primo, Kepler aveva anche intuito che i transiti di Mercurio sono molto più frequenti di quelli di Venere. Se ne possono infatti verificare anche 14 per secolo. Nel Seicento se ne ebbero 12, dei quali 6 osservati dagli astronomi. Nel Settecento 14, dei quali 12 osservati, nell’Ottocento essi furono 13 e 12 nel Novecento. Complessivamente si sono avuti, negli ultimi quattro secoli, 51 transiti di Mercurio contro i 6 di Venere (dei quali, solo 5 osservati).  

Uno dei pochi studiosi ad accogliere l’invito del grande matematico imperiale fu il francese Pierre Gassendi, filosofo ed astronomo tra i maggiori del suo tempo.

A Parigi, dove Gassendi risiedeva, il 7 novembre 1631 il Sole fece capolino nelle prime ore del mattino, tra nuvole minacciose gonfie di pioggia. Alle 9 esso gli apparve totalmente privo di particolari interessanti, a parte un piccolo dischetto nero che ritenne essere una macchia solare. Ma, ad un’osservazione attenta, quel minuscolo dischetto si spostava troppo velocemente sul Sole per essere una normale macchia solare. Alla fine dovette arrendersi all’evidenza, quello era proprio Mercurio, lo confermava il suo rapido spostarsi sul Sole che concordava perfettamente con i calcoli di Kepler.

Gassendi eseguì allora quattro misure di posizione del pianeta che cercò di riportare con cura in un disegno. Galvanizzato dal successo, Gassendi, un mese dopo, si apprestò ad osservarne un altro, questa volta di Venere, ma senza successo: oggi sappiamo che si trattò di un transito radente e che a Parigi ebbe inizio alle 3h 57m UT del 7 dicembre, con il Sole sotto l'orizzonte di ben 34°.

Il secondo transito di Mercurio avvenne il 3 novembre 1651 ma, invisibile in Europa, fu osservato a Surat in India dall’inglese Jeremiah Shakerley che vi si era recato appositamente. Il resoconto di Sharkeley fu pubblicato da Wing nella sua Astronomia Britannica. 

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 (Lalande ne parla nelle Mém. 1786). 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.

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 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. 

Wurzelbauer, in Germania,  segnalò una strana macchia di un bianco grigiastro sul disco nero del pianeta.

L’11 novembre 1736, Plantade notò intorno al disco di Mercurio un anello luminoso, che egli continuò a vedere 6 o 7 secondi dopo che esso ne fu uscito.

Questo fenomeno fu di nuovo osservato nel 1786 da Prosperin; il 5 novembre 1789 Messier e Méchain dissero di aver visto attorno al disco nero di Mercurio un sottile anello debolmente luminoso.

Durante il transito del 7 maggio 1799, Schröter e Harding a Lilienthal e Köhler a Dresda videro intorno a Mercurio un alone scuro tendente al violetto e un punto brillante sul disco oscuro. Tale punto luminoso non era però fisso, perché Harding lo vide cambiare di posto durante l’osservazione e anche Schröter lo vide muovere a destra e a sinistra del centro: ciò gli fece credere di aver assistito ad un’eruzione vulcanica. Di diverso parere Olbers, che ritenne quest’effetto un’illusione ottica.

Il 5 maggio 1832, Moll, a Utrecht, osservò un anello attorno al pianeta e una macchia brillante sul suo disco quando esso si trovava proiettato sul Sole.

Ma Beer e Mädler, che osservarono lo stesso transito, non segnalarono niente di particolare nell’aspetto del disco planetario, che a loro apparve di un nero intenso, rotondo e ben definito.  Allorché Mercurio si avvicinò ad una macchia solare, quest’ultima apparve, da un lato, di un colore bruno chiaro.

Durante lo stesso transito, Schenk pretese di aver osservato l’atmosfera di Mercurio e addirittura di aver notato un suo satellite alla distanza di un terzo del diametro del pianeta.

Il 9 novembre 1848, Dawes segnala il fenomeno della black drop subito dopo l’entrata sul Sole e l’11 novembre 1861, Baxendell, a Manchester, vide prodursi lo stesso fenomeno all’egresso.

Durante il passaggio del 5 novembre 1868, Huggins vide un punto luminoso vicino al centro di Mercurio che conservò la stessa posizione per tutta la durata del fenomeno, inoltre segnalò un alone luminoso un po’ più brillante del disco solare.

Camille Flammarion, che osservò con attenzione quel transito senza però rilevare nulla, sostenne che l’osservazione di Huggins era priva di qualsiasi fondamento.

Powell, alla metà dell’Ottocento, fornì un’ingegnosa spiegazione ottica delle macchie brillanti e oscure, che non aveva nulla in comune con i fantasiosi vulcani di Schröter.

Rifacendosi alla teoria della diffrazione, sostenne che un piccolo disco opaco, proiettato su di una superficie particolarmente luminosa, mostrerà, verso il suo centro, uno o più anelli luminosi concentrici.  Nel caso di Mercurio, il cui diametro apparente è di pochi secondi d’arco, gli anelli si potrebbero ridurre ad un unico punto brillante al centro del pianeta. Per dimostrare sperimentalmente il fenomeno, Powell eseguì l’osservazione attraverso un piccolo cannocchiale, di un disco opaco posto davanti ad un vetro smerigliato illuminato posteriormente. 

Si riconobbe subito che l’ipotesi di Powell non bastava per spiegare le osservazioni del 1799 e del 1832, dove la macchia luminosa era eccentrica e mobile sul disco di Mercurio e i punti luminosi, anziché uno, erano due.

Rivestono un certo interesse storico le considerazioni di Jenkins pubblicate nel 1878, che, dopo aver esaminato l’intera casistica secolare dei transiti, pensò di aver trovato delle correlazioni nei fenomeni osservati.

Nei passaggi di Mercurio che arrivano in maggio, quando il pianeta è al suo afelio, il punto luminoso si trova a ovest del centro del pianeta, al perielio, nel mese di novembre, si trova invece a est del centro.

Poi, nel tentativo di smentire l’ipotesi di Powell, sostiene che mai il punto luminoso fu visto al centro e ciò dimostrerebbe che questo non è un effetto ottico prodotto dalla diffrazione. Infine, nei passaggi di maggio, l’anello che circonda il pianeta era apparso scuro, nebuloso e di una tinta violacea, in quelli di novembre, al contrario, l’anello era luminoso.

Ma il tentativo di Jenkins di cercare correlazioni fenomenologiche negli aspetti di Mercurio osservati nel corso dei transiti storici, non trovò riscontri significativi in quello del 6 maggio 1878, il più osservato dall’invenzione del cannocchiale. 

Sulla base della sua incerta teoria, Jenkins previde, per quel transito, che il punto brillante si sarebbe dovuto presentare diffuso e poco luminoso e posizionato a sud-est del centro di Mercurio, mentre l’aureola sarebbe stata scura e nebulosa.

Le numerose osservazioni eseguite dai più abili astronomi del tempo furono invece assolutamente contraddittorie. Ci fu chi rilevò un alone molto luminoso intorno al pianeta (J.F. Schmidt ad Atene, de Boë ad Anversa, Criswick a Greenwich, ecc.).  Ad altri era apparso molto debole  (Arcimis a Cadice, Proctor a Londra, ecc.) o addirittura totalmente assente (S.-P. Langley negli USA, Klein a Colonia, ecc.).

Il punto brillante fu visto molto luminoso da alcuni (de Boë, Christie a Greenwich, ecc.), indistinto da altri e moltissimi non lo rilevarono affatto. Fu invece osservata la black drop durante l’uscita (Tebbutt in Australia, Cacciatore a Palermo).

Al Naval Observatory di Washington, Asaph Hall  cercò, con scrupolo, tracce del presunto satellite di Mercurio, ma senza successo.

J. Janssen, a Parigi, sostenne di aver osservato l’assorbimento prodotto dall’atmosfera di Mercurio. L’osservazione di Janssen non fu però confermata da Tacchini che, a Palermo, osservò il transito con uno spettroscopio a fenditura stretta: nulla potei distinguere che accennasse alla presenza di atmosfera nel pianeta.

Poco dopo il transito, nell’agosto 1878, la Royal Astronomical Society mise all’ordine del giorno di una sua seduta la discussione dei fenomeni osservati.  Si prese anche atto, non senza riserve, del clamoroso annuncio di Janssen della presunta osservazione di un’atmosfera di Mercurio. L’orientamento della Society fu che i fenomeni ottici rilevati erano da considerarsi soggettivi, i punti luminosi sul disco del pianeta erano probabilmente prodotti da una doppia riflessione dell’immagine, sia a livello dell’occhio sia all’interno del telescopio.

 


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