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 separados por ocho años, separados por pausas de 121,5 y 105,5 años. [2] Estos hombres, junto con un equipo de científicos, fueron encargados por la Royal Society de Londres con el objetivo principal de observar el tránsito de Venus. Sus hallazgos no sólo ayudarían a ampliar el conocimiento científico, sino que también 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, al matemático escocés James Gregory se le ocurrió la idea de utilizar los tránsitos de Venus o Mercurio para determinar la unidad astronómica midiendo el paralaje solar aparente entre diferentes puntos de la superficie de la Tierra. [5] En una edición de 1716 de Philosophical Transactions of the Royal Society , Edmund Halley ilustró la teoría de Gregory más completamente y explicó con más detalle cómo podría establecer la distancia entre la Tierra y el Sol. En su informe, Halley sugirió lugares donde 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 visualización 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 climáticas. Alertó a la Royal Society en 1766 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 jactaba de que los británicos "eran inferiores a ninguna nación del mundo, antigua o moderna" y estaban ansiosas por hacer otro intento. [9]
Al elegir un lugar para ver el tránsito, la Royal Society básicamente eligió los lugares que Halley sugirió 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, el Fuerte Churchill en la Bahía de Hudson de 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 libras esterlinas a la sociedad para ayudar con los gastos. [9]
En junio de 1767, el navegante británico Samuel Wallis estableció el primer contacto europeo con Tahití . Wallis regresó de su viaje en el tiempo para ayudar a la Royal Society a decidir que sería un lugar ideal para observar el Tránsito de Venus. Una gran ventaja era que Tahití era una de las pocas islas del Pacífico Sur de las que conocían la longitud y latitud . Al Almirantazgo no le interesaba específicamente en qué parte del Pacífico Sur se realizaría la observación del tránsito de Venus. Estaban más interesados en la misión "secreta" que se revelaría tras la observación del tránsito de Venus: la búsqueda del supuesto continente austral. [10] HM Bark Endeavor fue elegido para llevar a los astrónomos y otros científicos a Tahití. James Cook fue nombrado teniente y designado para comandar el barco. [11] Cook fue considerado la elección obvia ya que era un marinero sobresaliente 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 en la costa el observatorio del tránsito de Venus . Necesitaba una plataforma completamente estable que el barco no podía proporcionar y mucho espacio para trabajar. La ubicación del observatorio se conocería como "Fuerte Venus". Para el sitio se eligió una lengua de arena en el extremo noreste de la bahía de Matavai , llamada Punto Venus por Cook. [13] Comenzaron a construir el Fuerte Venus dos días después de su llegada. Marcaron un perímetro y comenzaron las obras. Tenía movimientos de tierra en tres de sus lados adyacentes a canales profundos. Se recogió madera para construir empalizadas que coronaban los movimientos de tierra. Los barriles del barco se llenaron con arena húmeda y se utilizaron 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 levantaron cincuenta y cuatro tiendas de campaña que albergaban a la tripulación, los científicos y los oficiales, así como el observatorio, el equipo de herrería y una cocina. [14] Cook envió un grupo dirigido 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 más en una isla vecina de Eimeo ( Mo'orea ). Ambas partes fueron informadas y se les proporcionó el equipo necesario. [11]
Se ordenó a los observadores que registraran 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 y se encontraba todavía completamente dentro del disco, pero "tocaba" el borde opuesto. Finalmente, en la cuarta fase, Venus estaba completamente alejado del Sol, pero todavía estaba "tocando" 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 se produciría hasta dentro de un siglo, 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 todas las ventajas que pudimos 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 diferíamos unos de otros en observar los tiempos de los Contactos mucho más de lo que podría esperarse. El telescopio del Sr. Green y el mío tenían el mismo poder de aumento, pero el del Dr. era mayor que el nuestro. [dieciséis]
Registrar el momento exacto de las fases resultó imposible debido a un fenómeno llamado " efecto gota negra ". Originalmente se creía que el efecto procedía de la espesa atmósfera de Venus , pero la neblina era demasiado extensa para que esta fuera la razón. Actualmente se cree que las turbulencias en la atmósfera terrestre provocan que la imagen de Venus se manche. [17]
La Royal Society quedó muy decepcionada con los resultados de los datos recopilados del tránsito y el informe de Cook. Los observadores de Tahití tuvieron problemas con el calendario de las etapas y sus dibujos eran inconsistentes. Más tarde descubrieron que lo mismo ocurría con los observadores de otros lugares. Observadores de todas partes notaron una neblina o "gota negra" que parecía seguir a Venus, lo que hacía muy difícil registrar el tiempo del punto de entrada al Sol y la salida del Sol. [2]
Por lo que creyeron que era un fracaso 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. Green no tuvo la oportunidad de presentar personalmente sus propios datos ni pudo defenderse. [2]
El artículo de Halley de 1716 pedía que los observadores presenciaran el tránsito en varios lugares del mundo. La respuesta de la comunidad científica fue asombrosa. Durante el tránsito de 1761 hubo al menos 120 observadores en sesenta y dos puestos individuales. Las observaciones se llevaron a cabo no sólo en Europa , sino que también incluyeron Calcuta , Tobolsk , Siberia , el Cabo de Buena Esperanza y San Juan en Terranova. [18] La visualización de 1769 también resultó ser un gran esfuerzo internacional. [19]
Utilizando los valores de paralaje solar obtenidos 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 de uno por ciento. Su trabajo se realizó dentro de los límites de las distancias de afelio y perihelio al Sol, ~95 millones de millas y ~91 millones de millas respectivamente. Estos resultados han sido descritos como "absolutamente notables" considerando con qué tuvieron que trabajar los astrónomos. [19]