¿Qué es un tránsito de Mercurio?
Si los planetas interiores y la Tierra orbitan alrededor del sol en el mismo plano, entonces los observaremos pasando por la superficie del sol durante la conjunción inferior. Esto se puede entender pensando en el movimiento de Mercurio. Sin embargo, las cosas no son tan sencillas ya que operan en planos diferentes. Entre los planetas grandes, la órbita de Mercurio tiene la mayor desviación de la órbita de la Tierra, por lo que a menudo podemos observar Mercurio al sur o al norte del sol.
Durante el período de conjunción inferior, si Mercurio está cerca de una determinada intersección entre la órbita de la Tierra y la órbita de Mercurio, encontraremos una mancha negra moviéndose en la superficie del Sol a través del telescopio. «Tránsito de Mercurio». El intervalo de tiempo entre la aparición de este fenómeno puede ser largo o corto, oscilando entre 3 años y 13 años. Los astrónomos están fascinados por este fenómeno porque pueden observar con precisión los momentos en que entra y sale del disco solar, y también pueden utilizar este momento para deducir los patrones de movimiento de los planetas.
Trayecto de tránsito de Mercurio el 9 de noviembre de 2006.
El 7 de noviembre de 1631, Gassendi observó por primera vez el tránsito de Mercurio. Sin embargo, debido a que las herramientas que utilizó eran demasiado simples, sus observaciones tenían poco valor científico. En 1677, Halley también hizo observaciones en la isla de St. Helen, y sus observaciones fueron de cierto valor. Desde entonces, han continuado las observaciones del tránsito de Mercurio.
El 11 de mayo de 1937, Mercurio pasó al sur del Sol y rozó por poco el borde sur. Este tránsito de Mercurio es visible desde el sur de Europa y termina antes del amanecer en América.
En 1940 se produjo un tránsito de Mercurio en el oeste de Estados Unidos.
En 1953, se pudo observar el tránsito de Mercurio por todo Estados Unidos.
Desde 1677, los astrónomos han descubierto algo interesante al observar el tránsito de Mercurio, que ahora se llama precesión de la órbita de Mercurio. Milagrosamente, la órbita del planeta está cambiando gradualmente. Se cree que está influenciado por otros planetas. Sin embargo, cálculos teóricos precisos muestran que ésta no es la razón principal. El cambio de perihelio de Mercurio es 43 segundos de arco más largo de lo calculado teóricamente.
Este error fue descubierto por Le Verrier en 1845. Antes del descubrimiento de Neptuno, sus métodos de cálculo matemático eran mundialmente famosos. Le Verrier predijo que habría un planeta entre el Sol y Mercurio y lo llamó Vulcano. Calculó un tiempo en el que Vulcano pasaría por la superficie del sol, y sólo durante ese tiempo podría observarse a través de la sombra que formaba en la superficie del sol.
En 1877, se quedó dormido bajo tierra antes de la hora que predijo que Vulcano pasaría por la superficie del sol. Esto puede ser una bendición porque no tiene que afrontar su propio fracaso. Porque el día que predijo, muchas personas apuntaron sus telescopios al cielo con la esperanza de ver a Vulcano, pero nunca apareció.
En 1860, Lescapeau, un médico rural de Francia, observó la superficie del sol a través de un pequeño telescopio y dijo que vio a Vulcano atravesando la superficie del sol. Ese mismo día, un famoso astrónomo observó sólo una mancha solar. Es posible que el médico haya confundido la mancha solar con Vulcano. En los años siguientes, muchos astrónomos observaron el sol en varios lugares, pero nunca se encontró a Vulcano.
Sin embargo, los científicos todavía creen que hay muchos asteroides en esta zona, pero debido a que son demasiado pequeños, no podemos observarlos cuando pasan por la superficie del sol. Si ese fuera el caso, significaría que la luz del sol oscurecería los asteroides, dificultando que podamos verlos. Pero cuando hay un eclipse solar total, todavía tenemos la posibilidad de verlos. No hay ninguna otra luz en el cielo en este momento y estos asteroides deberían poder observarse. Por lo tanto, los observadores suelen utilizar cámaras avanzadas y optan por observarlas durante los eclipses solares totales.
Durante el eclipse solar total de 1901, los observadores fotografiaron más de 50 estrellas cercanas al Sol, algunas de las cuales eran incluso estrellas de octava magnitud, pero todas ya eran estrellas descubiertas. Por lo tanto, los astrónomos concluyeron que las estrellas más brillantes en la órbita de Mercurio son estrellas de octava magnitud.
Pero se necesitarían cientos de miles de asteroides de este tipo para impactar a Mercurio y desviar su órbita. Una cantidad tan grande de asteroides iluminaría con toda seguridad la zona del cielo donde se encuentran. Resulta que la opinión de algunas personas de que el movimiento del perihelio de Mercurio se ve afectado por la influencia de los planetas más interiores es errónea. Suponiendo que este planeta exista, además de los problemas anteriores, seguramente provocará algunos cambios en los nodos de Mercurio o Venus (o ambos).
Diagrama esquemático del segundo “Tránsito de Venus” en el siglo XXI el 6 de junio de 2012.
A principios del siglo XX, los astrónomos estaban preocupados por este problema. No fue hasta 1916 que Einstein publicó la teoría general de la relatividad para resolver este problema. En mecánica clásica, la gravedad se refiere a la atracción mutua entre dos objetos con masa. Sin embargo, Einstein especuló intuitivamente que los efectos gravitacionales son más comunes y más interesantes de lo que pensábamos.
Antes de explicar la precesión de la órbita de Mercurio, primero entendemos el “principio de equivalencia” de Einstein a través de un experimento hipotético.
Primero necesitamos un asistente valiente, y luego lo encerramos en una habitación completamente aislada del mundo exterior y le damos una pequeña pelota para matar el tiempo. Después de muchos experimentos, descubrió que la aceleración de la pelota con respecto al suelo durante la caída libre es de 9,8 metros/segundo2. Debido a que la aceleración causada por la gravedad terrestre es exactamente de 9,8 metros/segundo2, con base en esto dedujo que estaba en la tierra. Después de que el hombre se durmiera, lo trasladamos suavemente a una nave espacial libre de vibraciones y la cabina se veía exactamente como esa pequeña habitación. Antes de que despertara, lanzamos la nave espacial y la aceleración de la nave fue exactamente de 9,8 metros/segundo2. Imaginemos que cuando el asistente se despierta, deja caer la pelota libremente y la aceleración de la pelota con respecto al suelo sigue siendo de 9,8 metros/segundo2. Por lo tanto, tuvo que sacar una conclusión equivocada. Pensó que todavía estaba en la Tierra y no en una nave espacial que aceleraba.
Descubrimos que, en algunos aspectos, la gravedad y la aceleración son intercambiables. Si elegimos un marco de referencia adecuado, la gravedad se traducirá en una aceleración, que no tiene nada que ver con la materia que se atrae, pero sí con el espacio mismo. Diferentes partes del espacio pueden sufrir diferentes aceleraciones debido a la influencia de objetos masivos. Como resultado, el espacio se vuelve curvo y ya no plano como se describe en la mecánica clásica.
Cerca del sol, la curvatura del espacio es severa. Por lo tanto, cuando Mercurio viaja en este enorme espacio deformado, no avanza a lo largo de una órbita elíptica estándar, lo que provoca la precesión del perihelio de Mercurio. Según la teoría general de la relatividad, el resultado obtenido tras un cálculo preciso será 43 segundos de arco más largo que el resultado calculado según la mecánica clásica, lo que concuerda totalmente con los datos reales observados. Este hecho demuestra que la relatividad general es correcta.