Vnus dans la mythologie et histoire de lobservation
Vénus dans la mythologie et histoire de l’observation des premiers passages de Vénus devant le Soleil Conférence préparée par: Patrick Rocher Astronome à l’IMCCE Jean-Eudes Arlot Directeur de recherche du CNRS
Vénus dans la mythologie 2
Vénus • En Mésopotamie : Ishtar en akkadien ou Innana en sumérien, fille du dieu Lune Sîn et sœur jumelle du dieu Soleil Shamash, déesse de l’amour et de la guerre. Épouse du berger Doumouzi (identifié avec la constellation d’Orion). • En Grèce : Aphrodite, fille de Zeus et de Dioné dans l’Iliade, ou née de l’écume de la mer (écume = aphros). Épouse d’Héphaïstos (celui qui brille pendant le jour - Vulcain) forgeron des dieux, le fils difforme et boiteux d’Héra. • Sif dans la mythologie nordique. • Ashtarté chez les phéniciens. • Déesse de l’amour et de la beauté/Guerre. • Étoile du berger, elle est visible le soir Hespéros (Lucifer) ou le matin Phosporos (Vesper). 3 Héraclide (387 - 312 av J. C. ) pense que Vénus et Mercure tournent autour du Soleil (et que la Terre tourne sur elle-même).
Vénus chez les Mayas et les Aztèques Chez les Mayas on distingue également une étoile du matin, Noh Ek (la grande étoile) et une étoile du soir Xuc Ek (l'étoile guêpe). . Ils connaissaient la période de révolution synodique de 584 jours qui correspond à l'année apparente de Vénus. Cette année est divisée en quatre périodes : • une de 236 jours après la conjonction inférieure (étoile du matin). • une de 90 jours où Vénus est invisible, conjonction supérieure. • une de 250 jours environ après la conjonction supérieure (étoile du soir). • une de 8 jours où Vénus est invisible, conjonction inférieure. 5 x 584 j = 2920 j = 8 x 365 j = 8 haab (calendrier civil) 13 x 2920 j = 37960 j = 146 x 260 j = 146 Tzolkin (calendrier religieux) Codex Dresde 5 Dans la civilisation aztèque, le dieu Tlahuizcalpantecuhtl est symbolisé à la fois par Quetzalcoatl (le serpent à plume) et Vénus. Des rituels liés à ce dieu étaient célébrés lorsque Vénus était aligné avec les Pléiades. Quetzalcoatl-Vénus (Codex Telleriano-Remensis 8 verso)
Histoire des observations des passages de Vénus 6
Qui a eu l'idée ? • Ptolémée mentionne cette possibilité dans son système • Un passage de Mercure est mentionné en 807 – pas de passage possible – dates les plus proches 23/04/806 et 24/10/809 • Copernic indique les transits sont possibles – invisibles en raison de la taille des planètes • Kepler prévoit un passage de Mercure pour le 29 mai 1607 – il observe avec une chambre noire le 28. – il note une tache noire sur le Soleil et annonce l'observation – en fait il n'y a pas eu de passage à cette date – dates les plus proches : 01/11/1605 et 03/05/1615 • Observation systématique des taches par projection après 1610 7
Les prédiction des passages • Avec les modèles planétaires anciens prévisions qualitatives • Cela s'applique aussi au modèle de Copernic • Képler découvre les lois du mouvement des corps célestes • Publication des Tables Rudolphines en 1627 – Calculs beaucoup plus précis • Annonce de Képler : (Admonitio ad astronomos …) – passage de Mercure le 7 novembre 1637 – passage de Vénus le 6 décembre 1631 – Passage suivant en 1761 8
Les premières observations: au XVIIème siècle La première observation d'un passage sera celle de Mercure par Pierre Gassendi à Paris en 1631: les lois de Képler sont vérifiées… P. Gassendi 1592 - 1655 Il écrit à son ami Wilhelm Schickard, professeur à Tübingen : 10 "Le rusé Mercure voulait passer sans être aperçu, il était entré plutôt qu'on ne s'y attendait, mais il n'a pu s'échapper sans être découvert, je l'ai trouvé et je l'ai vu; ce qui n'était arrivé à personne avant moi, le 7 novembre 1631, le matin".
Passages de Mercure LE PASSAGE DE MERCURE DU 7 NOVEMBRE 1677 • Ce passage de Mercure fut observé par Edmond Halley à l'île de Sainte-Hélène, où il s'était rendu pour établir un catalogue des étoiles du ciel austral. • Halley imagine alors une méthode pour calculer la parallaxe solaire en mesurant la durée des passages en plusieurs lieux présentant une grande différence de latitude. • Il affirme que les passages de Vénus seront plus profitables, la planète étant plus grosse, moins rapide et plus proche que E. Halley 1656 - 1742 Mercure. • Il estime qu'une mesure des instants des contacts intérieurs avec une précision de 1 seconde permettrait de connaître la parallaxe avec une précision de 1/500 de seconde d'arc. 12 • Les passages suivants de Vénus devant se produire en 1761 et 1769, Halley laisse à ses successeurs le soin de réaliser les observations. Ses prédictions et recommandations furent publiées dans les Philosophical transactions of the Royal Society en 1691, 1694 et 1716.
J. Horrocks (1619 -1641) 13 • • Né à Liverpool dans un milieu très modeste Éducation élémentaire et largement autodidacte En 1635 ( à 16 ans !) il applique les lois de Kepler au mouvement de la Lune • Il corrige les tables planétaires de Lansberge – – P. Lansberge le transit de 1631 figure dans les deux tables, celui du 4 décembre 1639 est omis par Kepler, Il refait les calculs et confirme la prédiction en octobre 1639, Il avertit des proches et les astronomes comme il peut. • Le 5 novembre il informe son ami W. Crabtree, de Manchester. • Horrocks a en charge en 1639 une église à Hoole. • Il disparaît brutalement le 3 janvier 1641 à 22 ans. erge b Lans er Kepl
La première observation d’un passage de Vénus: J. Horrocks (1619 -1641) 14
Observation de J. Horrocks et W. Crabtree heure locale 2 e contact 15 h 15 3 e contact 21 h 30 Coucher du soleil : 15 h 50 Soleil + 4° - 47° Passage de Vénus du 4 déc. 1639 • • • 15 Première observation d'un passage de Vénus. Utilisation d'une chambre noire avec une lunette. Observations le samedi 3 rien de visible. Le dimanche 4 il observe dès le matin, par temps couvert; Il est occupé ensuite, apparemment par des activités liturgiques. A 15 h 15 il reprend les observations et le ciel se dégage.
Les Observations (Venus in Sole Visa) • Il effectue trois mesures à la hâte avant le coucher du Soleil t distance (") 3 h 15 864 3 h 35 810 3 h 45 780 3 h 50 Coucher Diamètre de Vénus: 1' 16" 16
Observations de Crabtree • • • Observations faites à Manchester Nuageux jusqu'à 3 h 35 10 min d'observation possibles ! Stupéfait devant le spectacle, il ne fit aucune mesure William Crabtree observant le transit de Vénus du 4 décembre 1639 Peinture de Ford Madox BROWN - Walker Art Gallery, Liverpool 17
Horrocks et la parallaxe solaire • Avec une seule observation il estime la parallaxe solaire ! S V T a b D d • Mesure : a (1'16") • Calcul : b = a (D-d)/d = a (D/d-1) = 29" (D/d connu ) • De l'observation de Mercure par Gassendi il trouve également bmercure = 28" • Hypothèse : toutes les planètes ont même diamètre apparent vues du Soleil • Donc pour la Terre b = 28" p = 14" Résultat tout à fait correct, mais sans grande valeur astronomique 18 Il ne réussit pas à mesurer précisément la distance Terre-Soleil (Halley ne naîtra qu’en 1656…)
Les passages de Mercure du XVIII siècle • La supériorité des passages de Vénus sur ceux de Mercure ne fait pas l'unanimité des astronomes. • William Whiston édite la liste de tous les passages de Mercure et de Vénus sur deux siècles. William Whiston • Il estime que les passages de Mercure donneront une meilleure valeur de la parallaxe du Soleil, car on connaît mieux l'orbite de Mercure. -----------------------Date Instant distance durée (UT) au centre -----------------------09/11/1723 16 h 58 h 35 s 05'46. 46" 05 h 08 m 15 s 11/11/1736 10 h 29 h 44 s 13'58. 91" 02 h 47 m 40 s 02/05/1740 23 h 01 h 57 s 14'41. 82" 03 h 04 m 57 s 05/11/1743 10 h 29 h 46 s 08'58. 26" 04 h 36 m 24 s 06/05/1753 06 h 12 h 50 s 02'11. 49" 07 h 56 m 24 s 07/11/1756 04 h 10 h 32 s 00'38. 45" 05 h 30 m 42 s ------------------------ 19
Les passages de Mercure du XVIII siècle • Delisle observa le passage de 1723, mais ne put en déduire une valeur de la parallaxe solaire. • En 1724 il se rendit à Londres où il rencontra Halley, il revint en France avec les tables astronomiques des mouvements du Soleil, de la Lune et des planètes, ces tables, construites par Halley, ne seront publiées, après corrections, qu'en 1749 (7 ans après la mort de Halley). Joseph-Nicolas Delisle 1688 -1768 • En 1725, Delisle partit en Russie pour une période de quatre ans, il y resta en réalité 22 ans et ne rentra en France qu'en 1747. • Le passage de Mercure de 1743 fut également observé, mais ne donna pas de résultats satisfaisants, ainsi comme le signale Nicolas Louis de La Caille peu de temps avant de partir pour l'Afrique du Sud : 20 "Or en 1743, le Ciel étant fort serein, . . . des Astronomes des plus habiles qui observèrent avec d'excellents Télescopes le contact intérieur de Mercure & du Soleil, diffèrent beaucoup entre eux; & la différence alla à plus de 40 secondes de tems".
Les passages de Mercure du XVIII siècle • Le passage de Mercure de 1753, pour lequel Mercure passa à moins de deux minutes du centre du Soleil, fut une répétition grandeur nature du futur passage de Vénus. • Ce passage relativement long, presque 8 heures, devait permettre une mesure plus précise. Néanmoins l'observation du passage permit de confirmer les écarts • Les prédictions et la Mappemonde représentant la projection importants qui existaient entre les meilleures tables planétaires de géographique du passage furent largement diffusées au près des l'époque. Ainsi le calcul du passage avec les tables de De la Hire donnait astronomes de tous pays. un dernier contact 8 heures plus tôt que le calcul fait avec les tables de Halley! Le calcul fait avec du lespassage tables de donnait ce même contact • Malgré l'observation par. Deslile des observateurs confirmés les 17 résultats minutes plus tard. de nouveau décevants. furent • Le Gentil conclut, fin 1753, qu'en raison de la vitesse de la planète, il était impossible de mesurer l'instant des contacts avec une précision inférieure à 2 secondes de temps. 21
Les passages de Vénus au XVIIIème siècle L’enjeu est différent de celui du siècle précédent: on a fait des progrès, Halley et Delisle ont proposé des méthodes de calcul de la distance Terre. Soleil. Il s’agit maintenant de mesurer l’univers avec une vraie démarche scientifique Mais: • • • 22 Les longitudes sont mal connues. Les horloges ne conservent pas le temps. Les voyages sont lents (navigation à voile) Il faut aller loin et les voyages sont très onéreux. Personne n’a l’expérience de l’observation d’un passage de Vénus.
Les passages du XVIII siècle • Deux méthodes de mesure de la parallaxe : • Méthode de Halley : • On compare les durées des passages => supprime le problème de la longitude. • Méthode de Delisle : • On compare les instants des contacts => on doit connaître la longitude des lieux. 23
Le passage du 6 juin 1761 • Pour ce premier passage, l'ensemble de la communauté astronomique se mobilisa. • Aux difficultés liées aux voyages, vint s'ajouter la guerre de sept ans, conflit quasi-mondial qui embrasa non seulement l'Europe mais aussi les mers et les colonies. • La mobilisation des astronomes pour l'observation de ce passage fut faite par l'astronome français Joseph-Nicolas Delisle (1688 -1768) qui envoya à plus d'une centaine de correspondants de par le monde sa Mappemonde du passage de 1761. Circonstances générales Premier contact de la pénombre : 1 h 55 m 17. 1 s Premier contact de l'ombre : 2 h 13 m 9. 7 s Maximum du passage : 5 h 19 m 16. 1 s Dernier contact de l'ombre : 8 h 25 m 20. 1 s Dernier contact de la pénombre : 8 h 43 m 12. 6 s 24
Le passage du 6 juin 1761 Les Français • L'Académie Royale des sciences organisa à cette occasion trois campagnes d'observation. Deux de ces voyages eurent lieu dans des pays alliés de la France. • Celui de César-François Cassini de Thury (1714 -1784) à Vienne qui observa le passage en compagnie de l'archiduc Joseph (observation réussie). • Celui de l'Abbé Jean-Batiste Chappe d'Auteroche (1728 -1769) à Tobolsk en Sibérie sur invitation de l'impératrice Élisabeth I (observation réussie). • Celui d'Alexandre Guy Pingré qui se rendit dans l'île Rodrigues (au nord de Madagascar), desservie par la compagnie des Indes (observation partiellement réussie). • Un quatrième astronome, Guillaume Joseph Hyacinthe Jean-Batiste Le Gentil de La Galaisière (1725 -1792), prit la mer dans le but d'observer le passage de Vénus aux Indes à Pondichéry; malheureusement son voyage fut interrompu, la ville de Pondichéry étant tombée aux mains des anglais, son navire fit demi-tour et rallia l'île de France (île Maurice) où Le Gentil décida de rester en attendant le passage suivant. (observation réussie mais en pleine mer) Enfin l'astronome Joseph-Jérôme Lefrançois de Lalande (1732 -1807) se rendit au Luxembourg. 25
Le passage du 6 juin 1761 Les Anglais Les astronomes anglais organisèrent également deux campagnes lointaines pour l'observation du phénomène. • Nevil Maskelyne (1732 -1811) se rendit à Sainte-Hélène où il ne put observer le passage à cause du mauvais temps. • Un second groupe formé de Charles Mason (1728 -1786), de James Bradley et de Jeremiah Dixon (1733 -1779) devait observer le passage depuis Bencoolen (Sumatra). En réalité, ils observèrent le passage de Vénus près du Cap, ayant eux aussi fait demi-tour, Bencoolen étant tombé aux mains des français! • John Winthrop, professeur à Harvard se rendit à St-John (Terre-Neuve) où "entouré de milliards d'insectes décidés à saboter sa besogne" il réussit à observer le dernier contact du passage. • Mason & Dixon – Envoyés à Sumatra par la Royal Society – Le bateau est attaqué par les Français en Manche ! – La station prévue a été reprise par les Français – Le navire doit alors s'arrêter au Cap 26 – Observation sans problème de la sortie de Vénus
Le passage du 6 juin 1761 Projection de Hammer 27
Le voyage de Chappe d’Auteroche 28 Le voyage de Chappe d’Auteroche à Tobol’sk
Le voyage de Le Gentil • Guillaume Joseph Hyacinte Jean Baptiste Gentil de la Galaisière (1725 -1792). • Départ de France le 26 mars 1760 et arrivée à l'Île de France en mai. • Problème pour repartir vers Pondichéry. • Sac de Pondichéry par les Anglais en janvier 1761. • Départ pour Mahé en mars 1761. Temps calme ! • Arrivée le 24 mai : occupation anglaise Demi-tour vers l'Île de France • Le 6 juin : temps magnifique … en mer. Passage observé, sans valeur astronomique • Il décide de rester dans l'océan indien pour des explorations géographiques, d'histoire naturelle et d'attendre le passage de 1769. 29
Le voyage de Le Gentil 30
Le voyage de Pingré • Alexandre-Gui Pingré (1711 -1796), astronome français • Astronome, théologien, latiniste, historien, poète… • Envoyé à l'Ile Rodrigues par l'Académie • Possibilité d'observation entrée et sortie • • • Départ en janvier 1761 ; Navire réquisitionné au Cap. Arrive finalement le 28 mai 1761. Le 6 juin : pluie toute la matinée entrée manquée. Beau temps pendant le transit. Pluie lors de la sortie ! • Arrivée des anglais sur l'Île peu après • Retenu sur place pendant 3 mois (étude du milieu naturel) • Son navire est attaqué au retour et il est débarqué à Lisbonne • ". . nous fûmes réduits à la seule boisson ignoble de l'eau …" 31
Le passage de 1761: la guerre de 7 ans (1756 -1763) 32
Résultats du passage de 1761 • Le nombre total d'observateurs professionnels du passage fut de 120, répartis sur 62 sites (S. Newcomb, 1959). • Passages complets observés que dans les stations nord (effet maximum 3 min). • Il convient de remarquer qu'une partie des lieux d'observations ( Bencoolen, Pondichéry, Batavia) avait déjà été sélectionnée par Halley dès 1716. 8. 5" < P < 10. 5" Cette grande marge d'erreur est due à deux causes principales, une mauvaise connaissance des longitudes lieux d'observation et le phénomène dit de la goutte noire qui faussa la détermination des instants du premier et du dernier contact intérieur. Résultats décevants : pas d'amélioration par rapport aux mesures sur Mars. 33
Effet de la "goutte noire" Soleil Avant le contact Contact intérieur 34 Soleil Détachement attendu Soleil ~10 s après le contact L'identification des contacts est imprécise
Le Passage de Vénus des 3 -4 juin 1769 • Les préparatifs du passage de 1769 furent faits par Lalande en France et Thomas Hornsby en Angleterre. Ce passage est plus favorable que celui de 1761 car un peu plus central. • On bénéficie de l'expérience des passages de 1761. • On va utiliser au total 27 lunettes achromatiques, alors qu'il y en que trois pour le passage de 1761. Circonstances générales Premier contact de la pénombre : le 3 à 19 h 8 m 31. 2 s Premier contact de l'ombre : le 3 à 19 h 27 m 6. 7 s Maximum du passage : le 3 à 22 h 25 m 20. 3 s Dernier contact de l'ombre : le 4 à 1 h 23 m 35. 7 s Dernier contact de la pénombre : le 4 à 1 h 42 m 11. 2 s 35
Le Passage de Vénus des 3 -4 juin 1769 Les Français • L'étude des lieux propices à l'observation fut faite par Pingré. • Le Gentil resté à Madagascar, se rendit d'abord à Manille, puis à Pondichéry où un nuage fatal le priva de l'observation : "C'est là, le sort qui attend souvent les Astronomes. J' avois fait près de dix mille lieues; il sembloient que je m'avois parcouru un si grand espace de mers, en m'exilant de ma patrie que pour être spectateur d'un nuage fatal, qui vint se présenter devant le Soleil au moment précis de mon observation, pour m'enlever le fruit de mes peines & de mes fatigues". • Chappe accompagné de l'ingénieur géographe Pauly, du dessinateur Noël et de l'horloger Dubois ainsi que deux astronomes espagnols Vicente de Doz et Salvador de Medina se rendit en basse Californie sur la côte ouest du Mexique, près du Cap Lucas dans une mission espagnole portant aujourd'hui le nom de San José del Cabo. • L'observation du passage par Chappe et ses collaborateurs fut un succès, • Ils restèrent sur place pour observer l'éclipse de Lune du 18 juin 1769 afin de déterminer avec précision la longitude de leur lieu d'observation et succombèrent à une épidémie de typhus qui décima les trois quarts de la population, seul Pauly survécu à l'épidémie. • La troisième expédition française fut une expédition maritime dont le but n'était pas uniquement l'observation du passage de Vénus mais de tester les horloges marines inventées par Berthoud. • Pingré et le Comte de Fleurieu, commandant de l'expédition observèrent le passage de Vénus depuis le Cap François à Saint-Domingue. 36
Le Passage de Vénus des 3 -4 juin 1769 Les Anglais En novembre 1767, un comité spécial fut créé pour préparer l'observation du passage de 1769. Ce comité décida d'envoyer trois équipes d'observateurs. • Une première équipe d'observateurs, formée de Dymond et Wales, se rendit à Fort Churchill dans la Baie d'Hudson. • Une seconde équipe, formée par le père Maximilen Hell, assisté par l'astronome danois C. Horrebow et par un jeune botaniste Borgrewing, devait se rendre à Vardö, une petite île au nord de la péninsule scandinave. • La troisième équipe devait se rendre dans les îles des mers du sud comme l'avait suggéré Thomas Hornsby. Cette dernière expédition, servit également à explorer les mers du Sud et fut confiée à un jeune lieutenant inconnu, James Cook, l'observation du passage de Vénus devant être faite à Tahiti, îles découvertes deux ans plus tôt par Samuel Wallis. L'observation à Tahiti fut faite par Charles Green et James Cook. • A ces trois équipes il convient d'ajouter Bayley et Dixon, Bayley observa le passage au Cap Nord et J. Dixon l'observa sur l'île norvégienne d'Hammerfest. À ces observations, il convient d'ajouter celles réalisées (environ 90) dans les colonies britanniques américaines sous l'impulsion de J. Winthrop, auteur de la seule observation américaine en 1761. 37
Le passage de 1769 38 Le capitaine Cook à Tahiti à « Point Venus »
Le Passage de Vénus des 3 -4 juin 1769 Les Russes • L'Académie impériale de Russie sous l'impulsion de la tzarine Catherine II invita également de nombreux astronomes étrangers à venir observer le passage de Vénus. Ce fut le cas du jésuite allemand C. Mayer, des astronomes suisses Mallet et Pictet et du suédois J. Lexell, L. Euler fit également le voyage. • La Russie envoya ces observateurs sur de nombreux sites répartis sur son vaste territoire : Yakutsk, Orks et Orenbourg dans le sud de l'Oural, la péninsule de Kola, St Petersbourg. 39
Résultat du Passage de Vénus des 3 -4 juin 1769 • De la troisième place pour le nombre d'observations effectuées lors du premier passage de Vénus, les Anglais vont passer à la première place avec 69 observations sur des sites distincts, ils sont suivis par la France avec 34 observations seulement. • Finalement le. Auteur(s) passage de 1769 se solda par 151 observations professionnelles, réparties sur Valeurs 77 sites. Malgré les moyens d'observations mis en oeuvres, les observations ne permirent pas de donner une. William valeur définitive à la parallaxe solaire. Smith 8, 6045" (1770) • Quatre observations complètes du passage : Finlande, Baie d'Hudson, Californie, Tahiti. Thomas Hornsby 8, 78" (1770) Écart maximal de ~ 23 mn (5 h 30 mn à Tahiti, 5 h 53 à Vardoo) Pingré et Lalande 9, 2" et 8, 88" (1770) Pingré 8, 80 (1772) Lalande 8, 55"< P < 8, 63" (1771) Planmann 40 8, 43 (1772) Hell 8, 70" (1773/1774) Lexell 8. 68" (1771) et 8, 63" (1772) On peut conclure que la parallaxe est comprise entre 8, 43" et 8, 80", ce qui représente une nette amélioration par rapport aux valeurs obtenues après le premier passage qui donnaient une parallaxe comprise entre 8, 28 et 10, 60".
Les passages du XIX siècle • • • On sait bien déterminer la longitude d’un lieu (télégraphe). On possède de bonnes horloges transportables. Les moyens de communication sont plus rapides (vapeur, canal de Suez). Les expéditions sont toujours très onéreuses. Une nouvelle méthode d’observation : la photo (Daguerréotype) On a l’expérience écrite de l’observation d’un passage de Vénus devant le Soleil. Une troisième méthode de mesure de la parallaxe : Méthode de Halley : On compare les durées des passages => supprime le problème de la longitude. Méthode de Delisle : On compare les instants des contacts => on doit connaître la longitude des lieux. Mesure de la trajectoire et de la position du centre du Vénus sur le disque solaire. 41
Le passage du 9 décembre 1874 Passage au nœud ascendant début décembre. Époque peu favorable à l’observation dans les lieux retenus L'observation du passage de 1874 fut possible des terres australes, de la Chine (Pékin), du Japon (Nagasaki) et du nord est asiatique. Circonstances générales Premier contact de la pénombre Premier contact de l'ombre Maximum du passage Dernier contact de l'ombre Dernier contact de la pénombre 42 : : : 1 h 38 m 51. 3 s 2 h 6 m 33. 4 s 4 h 7 m 26. 3 s 6 h 8 m 16. 8 s 6 h 35 m 59. 0 s
Les Observateurs Les Français : Trois dans l'hémisphère boréal comportant : • Une expédition en Chine à Pékin dirigée par Fleuriais. • Une expédition au Japon confiée aux astronomes J. Janssen et F. Tisserand. • Une expédition en Indochine à Saïgon dirigée par Héraud. Trois dans l'hémisphère austral comportant : • Une expédition à l'île Campbell confiée à Bouquet de la Grye. • Une expédition à l'île Saint-Paul confiée au commandant Mouchez. • Une expédition en Nouvelle Calédonie à Nouméa confiée à André. Les Anglais : Les autres : 43 Les Anglais sous la direction de l'astronome royal Sir George Airy organisèrent cinq expéditions réparties sur huit stations d'observations : • Une en Égypte à Alexandrie. • Une à l'île Rodrigues (devenue anglaise). • Une en Nouvelle Zélande à Christchurch. • Deux aux îles Kerguelen à Port Christmas au site de la Baie de l'Observatoire et à Port Palliser. • Trois aux îles Sandwich (actuellement archipel d'Hawaii) à Honolulu, à Owhyhee et à Atoui. • À ces expéditions il convient d'ajouter l'expédition privée de Lord Lindsay à l'île Maurice. • En Russie le phénomène fut visible et observé depuis 24 stations réparties sur une grande partie du territoire allant de la mer du Japon jusqu'à la mer Noire. • Deux allemandes, une à l'île Maurice et l'autre au Kerguelen (l'Anse Betsy). • Une expédition américaine au Kerguelen.
Le passage du 9 décembre 1874 44
L’Observation à St-Paul Le voyage du Commandant Mouchez à St Paul. • Fin juillet 1874 : départ de Paris. • Le 2 août embarquement sur le paquebot l’Amazone. • Le 9 août début de la traversée du Canal de Suez. • Le 14 août arrivée à Aden en Mer Rouge. Changement de navire (Dupleix ) et départ vers la Réunion où ils arrivent le 30 août (Saint-Denis). Nouveau changement de navire : la Dives. • Le 8 septembre départ vers St-Paul où ils arrivent le 22 au matin. Suite à une forte tempête trois ancres sont rompus. Le navire part à la dérive. Ils ne retrouvent l’île que le 1 octobre, où ils débarquent plus de 200 colis contenant le matériel. Le navire retour à la Réunion laissant les observateurs sur leur île. La probabilité de réussir l’observation était de 8 à 10%. Le temps est exécrable, la tempête fait rage le jour du passage et se calme juste à l’instant du début du passage. Le mauvais temps revient juste à la fin du passage (dernier contact intérieur). Plus de 500 clichés (poses) du passage sont réalisés. Un véritable succès! 45
L’Observation à St-Paul 46
Les clichés de St-Paul • Au total les observateurs de l’île St-Paul ramenèrent 124 plaques daguerriennes représentant 443 poses, et 47 plaques au collodion représentant 142 poses (on effectuait plusieurs poses par plaques). 47
Les clichés de St-Paul • Les plaques (110 mm x 68 mm) prises à l’île St-Paul par l’équipe du commandant Mouchez, produisaient une image du Soleil de l’ordre de 31 mm, les mesures faites donnent le rapport suivant 1 mm sur les clichés correspond à 54, 497" dans le sens horizontal et 54, 402" dans le sens horizontal. • Les instants des clichés étaient donnés au dixième de seconde de temps. • La lunette photographique avait un objectif de 135 millimètres d’ouverture et une distance focale de 3, 80 m, l’image du soleil était projetée sur la plaque photographique qui se trouvait à 43 mm de l’objectif. • Les instants de prise de vue étaient enregistrés à l’aide d’un chronographe électrique couplé à une pendule sidérale. • Au total, les observateurs de l’île St-Paul ramenèrent 124 plaques daguerriennes représentant 443 poses, et 47 plaques au collodion représentant 142 poses (on effectuait plusieurs poses par plaques). 48
Passages du XIXème siècle Janssen et le revolver photographique 49 L’invention du sidérostat par Léon Foucault est désormais utilisée par les astronomes pour capter les rayons solaires
Le revolver photographique de Janssen, précurseur de la caméra cinématographique 50
Observation de 1874 au Japon par Janssen 51
Le passage du 6 décembre 1882 Circonstances générales Premier contact de la pénombre Premier contact de l'ombre Maximum du passage Dernier contact de l'ombre Dernier contact de la pénombre : : : 13 h 49 m 3. 9 s 14 h 9 m 1. 3 s 17 h 5 m 58. 5 s 20 h 2 m 58. 3 s 20 h 22 m 55. 7 s Les Français organisèrent dix missions : • une mission à l'île d'Haïti (d'Abbadie), • une au Mexique (Bouquet de la Grye), • une à la Martinique (Tisserand, Bigourdan, Puiseux), • une en Floride (Colonel Perrier), • une à Santa-Cruz de Patagonie (Capitaine de Frégate Fleuriais), • une au Chili (Lieutenant de vaisseau de Bernardières) , • une à Chubut (Hatt), • une au Rio-Negro (Perrotin, le directeur de l'observatoire de Nice), • une au Cap Horn (Lieutenant de vaisseau Courcelle-Seneuil), • une à Bragado (Lieutenant de vaisseau Perrin). Le Naval Observatory envoya huit expéditions à travers le monde pour observer le passage. 52
Le passage du 6 décembre 1882 53
Réduction des photos françaises Les mesures des 1019 plaques des passages de 1882 ont été faites de la manière suivante : • Les clichés étaient agrandis en même temps qu’un réseau de fils. Le réseau de fils avait pour but de mesurer les déformations des plaques. • Le bord du Soleil était pointé 64 fois et le bord de Vénus était pointé 24 fois, ces pointages étaient faits à l’aide de microscopes et la précision était de l’ordre du micron. • On déduisait de ces pointés les centres deux astres et leurs distances. • On obtint finalement 900 valeurs des différences entre les valeurs mesurées et les valeurs calculées réparties sur cinq sites d’observation. • Les mesures faites deux fois et par deux personnes à chaque fois correspondent à environ 400 000 pointés et 500 000 lectures aux micromètres et aux échelles, l’ensemble des mesures pris plus de quinze mois ! 54
Les mesures de la distance Terre - Soleil 55 Méthode date parallaxe " distance millions km Mars 1672 9. 5 - 10 130 -140 Vénus 1761 1769 8. 3 - 10. 6 8. 5 - 8. 9 125 - 160 145 - 155 Mars 1862 8. 84 149 Flora 1875 8. 87 148 Mars 1885 8. 78 150 Vénus 1874 - 82 8. 790 -8. 880 148. 1 - 149. 7 Éros Eros 1900 1930 8. 806 8. 790 149. 4 149. 7 radar 1970 8. 79415 149. 5978 Viking+radar 2000 149. 597870691
Histoires des passages de Vénus Pour en savoir plus: Le CD Rom « Les rendez-vous de Vénus » : Ce CD Rom contient 12 000 pages de fac-simile des récits de voyage des astronomes ayant observé un passage. On y trouvera aussi le texte fondateur de Halley ainsi que de nombreux commentaires, des images et des figures d’époque. 56
© VT-2004/IMCCE • Provenance des informations contenues dans ce diaporama: P. Rocher (IMCCE/observatoire de Paris, F. Mignard (Observatoire de la Côte d’Azur/CNRS), J. E. Arlot (IMCCE/CNRS) A. Delsanti (LESIA/Observatoire de Paris) J. M. Malherbe (LESIA/observatoire de Paris) F. Launay (LERMA/observatoire de Paris) 57
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