El 3 de junio de 1769, el navegante capitán James Cook , el naturalista Joseph Banks , el astrónomo Charles Green y el naturalista Daniel Solander registraron el tránsito de Venus desde la isla de Tahití durante el primer viaje de Cook alrededor del mundo. [1] Durante un tránsito, Venus aparece como un pequeño disco negro que viaja a través del Sol. Los tránsitos de Venus ocurren en un patrón que se repite cada 243 años, con dos tránsitos que están separados por ocho años, separados por pausas de 121,5 y 105,5 años. [2] Estos hombres, junto con un equipo de científicos, fueron comisionados por la Royal Society de Londres con el propósito principal de ver el tránsito de Venus. Sus hallazgos no solo ayudarían a expandir el conocimiento científico, sino que ayudarían con la navegación al calcular con precisión la longitud del observador. En ese momento, la longitud era difícil de determinar y no siempre precisa. [2] Una misión "secreta" que siguió al tránsito incluyó la exploración del Pacífico Sur para encontrar la legendaria Terra Australis Incognita o "tierra desconocida del Sur". [3]
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En 1663, el matemático escocés James Gregory propuso la idea de utilizar los tránsitos de Venus o Mercurio para determinar la unidad astronómica midiendo la paralaje solar aparente entre diferentes puntos de la superficie de la Tierra. [5] En un número de 1716 de Philosophical Transactions of the Royal Society , Edmund Halley ilustró la teoría de Gregory con más detalle y explicó con más detalle cómo podía establecer la distancia entre la Tierra y el Sol. En su informe, Halley sugirió lugares en los que se debería ver un tránsito completo debido a un "cono de visibilidad". Los lugares que recomendó para observar el fenómeno incluyeron la bahía de Hudson , Noruega y las islas Molucas . [6] Los siguientes tránsitos ocurrirían en 1761 y 1769. Halley murió en 1742, casi veinte años antes del tránsito. [7]
La observación del tránsito de 1761 implicó el esfuerzo de 120 observadores de nueve naciones. [7] Thomas Hornsby informó que las observaciones no tuvieron éxito debido principalmente a las malas condiciones meteorológicas. Alertó a la Royal Society en 1766 de que era necesario comenzar los preparativos para el tránsito de 1769. [8] La publicación de Hornsby en Philosophical Transactions of the Royal Society en 1766 centró la atención en el "cono de visibilidad" que indicaba, como Halley, algunos de los mejores lugares para observar el tránsito. [8] La Royal Society se jactó de que los británicos "no eran inferiores a ninguna nación en la tierra, antigua o moderna" y estaban ansiosos por hacer otro intento. [9]
Al elegir un lugar para ver el tránsito, la Royal Society eligió básicamente los lugares sugeridos por Halley en su artículo de 1716. El comité recomendó que el tránsito se observara desde tres puntos: el Cabo Norte en el extremo ártico de Noruega, Fort Churchill en la bahía de Hudson, Canadá, y una isla adecuada en el Pacífico Sur . Indicaron que se enviarían dos observadores competentes a cada lugar. El rey Jorge III aprobó el proyecto y dispuso que la Armada proporcionara barcos. Asignó £ 4.000 para que la sociedad ayudara con los gastos. [9]
En junio de 1767, el navegante británico Samuel Wallis hizo el primer contacto europeo con Tahití . Wallis regresó de su viaje a tiempo para ayudar a la Royal Society a decidir que sería un lugar ideal para observar el tránsito de Venus. Una gran ventaja fue que Tahití era una de las pocas islas del Pacífico Sur de las que conocían la longitud y latitud . El Almirantazgo no estaba interesado en saber específicamente en qué lugar del Pacífico Sur se llevaría a cabo la observación del tránsito de Venus. Estaban más interesados en la misión "secreta" que se revelaría después de la observación del tránsito de Venus: la búsqueda del supuesto continente austral. [10] El HM Bark Endeavour fue elegido para llevar a los astrónomos y otros científicos a Tahití. James Cook fue comisionado como teniente y designado para comandar el barco. [11] Cook fue considerado la elección obvia ya que era un marinero excepcional con calificaciones de navegación, un astrónomo capaz y había observado un eclipse anular en 1766 en Terranova que fue comunicado a la Royal Society por John Bevis . [12]
Una vez que el Endeavour llegó a la isla, Cook decidió instalar el observatorio de tránsito de Venus en la costa. Necesitaba una plataforma completamente estable que el barco no podía proporcionar y mucho espacio para trabajar. La ubicación del observatorio se conocería como "Fort Venus". Se eligió una lengua de arena en el extremo noreste de la bahía de Matavai , llamada Point Venus por Cook. [13] Comenzaron a construir Fort Venus dos días después de su llegada. Marcaron un perímetro y comenzó la construcción. Tenía movimientos de tierra en tres de sus lados adyacentes a canales profundos. Se reunió madera para construir empalizadas que remataran los movimientos de tierra. Los barriles del barco se llenaron con arena húmeda y se usaron para la estabilidad. El lado este del fuerte daba al río. Se trajeron armas montadas desde el barco. Se montó una puerta de entrada y dentro de esta fortificación, se instalaron cincuenta y cuatro tiendas de campaña que albergaban a la tripulación, científicos y oficiales, así como el observatorio, el equipo de herrería y una cocina. [14] Cook envió un grupo liderado por Zachary Hickes a un punto en la costa este de la isla para realizar observaciones adicionales. John Gore dirigió otro grupo de treinta y ocho personas más a una isla vecina de Eimeo ( Mo'orea ). Ambos grupos recibieron instrucciones y el equipo necesario. [11]
Los observadores recibieron la orden de registrar el tránsito en cuatro fases del viaje de Venus a través del Sol. La primera fase fue cuando Venus comenzó a "tocar" el borde exterior del Sol. En la segunda fase, Venus estaba completamente dentro del disco solar, pero todavía "tocaba" el borde exterior. En la tercera fase, Venus cruzó el Sol, todavía estaba completamente dentro del disco, pero "tocaba" el borde opuesto. Finalmente, en la cuarta fase, Venus estaba completamente fuera del Sol, pero todavía "tocaba" su borde exterior. [2]
El día del tránsito, el cielo estaba despejado. James Cook, Green y Solander realizaron observaciones independientes con sus propios telescopios. [1] Debido a la rareza del evento, era importante tomar registros precisos. El siguiente tránsito no ocurriría hasta más de un siglo después, en 1874. [15]
En su diario, Cook escribió:
Este día resultó tan favorable para nuestro propósito como podíamos desear, no se vio ni una sola nube en todo el día y el aire estaba perfectamente claro, de modo que tuvimos toda la ventaja que podíamos desear para observar todo el paso del planeta Venus sobre el disco del Sol: vimos muy claramente una atmósfera o sombra oscura alrededor del cuerpo del planeta que perturbó mucho los tiempos de los contactos, particularmente los dos internos. El Dr. Solander observó tan bien como el Sr. Green y yo, y difirimos entre nosotros en la observación de los tiempos de los contactos mucho más de lo que podía esperarse. El telescopio del Sr. Green y el mío tenían el mismo poder de aumento, pero el del Dr. era mayor que el nuestro. [16]
El registro del momento exacto de las fases resultó imposible debido a un fenómeno llamado " efecto de gota negra ". Originalmente, se creía que el efecto provenía de la espesa atmósfera de Venus , pero la neblina era demasiado extensa para que esa fuera la razón. Ahora se cree que la turbulencia en la atmósfera de la Tierra conduce a la difuminación de la imagen de Venus. [17]
La Royal Society se mostró muy decepcionada con los resultados de los datos recopilados durante el tránsito y el informe de Cook. Los observadores de Tahití tuvieron problemas con la sincronización de las etapas y sus dibujos no eran uniformes. Más tarde descubrieron que esto también era cierto con los observadores de los otros lugares. Los observadores de todas partes notaron una neblina o "gota negra" que parecía seguir a Venus, lo que dificultaba mucho registrar el tiempo de entrada y salida del Sol. [2]
Por lo que creyeron que era un fallo en la observación, la Royal Society decidió culpar a Green, quien murió en el viaje de regreso a Inglaterra. La reprimenda de Cook fue tan dura que fue eliminada de los procedimientos oficiales de la Sociedad. A Green no se le dio la oportunidad de presentar personalmente sus propios datos ni pudo defenderse. [2]
El artículo de Halley de 1716 pedía a los observadores que presenciaran el tránsito en varios lugares del globo. La respuesta de la comunidad científica fue asombrosa. Hubo al menos 120 observadores en sesenta y dos puestos individuales para el tránsito de 1761. Las observaciones se llevaron a cabo no solo en Europa , sino también en Calcuta , Tobolsk , Siberia , el Cabo de Buena Esperanza y San Juan en Terranova. [18] La observación de 1769 también resultó ser un vasto esfuerzo internacional. [19]
Utilizando los valores de paralaje solar obtenidos a partir del tránsito de 1769, el astrónomo Thomas Hornsby escribió en Philosophical Transitions de diciembre de 1771 que "la distancia media de la Tierra al Sol (es) 93.726.900 millas inglesas". El valor basado en radar que se utiliza hoy en día para la unidad astronómica es 92.955.000 millas (149.597.000 km). Esta es sólo una diferencia de ocho décimas del uno por ciento. Su trabajo estuvo dentro de los límites de las distancias del afelio y perihelio al Sol, ~95 millones de millas y ~91 millones de millas respectivamente. Estos resultados han sido descritos como "absolutamente notables" teniendo en cuenta con qué tuvieron que trabajar los astrónomos. [19]