Wenus przejdzie mimo (cz.3)

Trzecia i ostatnia część obszernego eseju o fascynującej historii przejść Wenus i towarzyszącej im gorączce odkryć geograficznych i naukowych.

Oprócz wypraw, przygód i trudności logistycznych, przejścia Wenus z lat 1761 i 1769 ujawniły jeszcze jeden nieoczekiwany problem. W kluczowych dla obserwacji momentach – na początku i na końcu przejścia – kiedy cień planety dotyka krawędzi tarczy słonecznej – kształt jej cienia ulega zmianie. Dotyka ona mianowicie Słońca tak, jak kropla mętnego oleju, a nie jak ostro wcinany cekin. Ten „efekt kleksa”, jak go nazwano, sprawia, że trudno jest dokładnie określić, kiedy ma miejsce początek i koniec przejścia, co oczywiście bardzo zakłóca precyzję całego pomiaru. Po dokładnym przeanalizowaniu wyników pomiarów wykonanych przez prawie 120 astronomów w różnych punktach ziemi wielki Lalande obliczył wtedy jednostkę astronomiczną na 153 mln km, plus-minus 1 mln km. Było to już całkiem niezłe przybliżenie rzeczywistej wartości AU (dopiero w 1976 roku ustalonej ostatecznie na 149,6 mln km, a dokładniej 149 597 670,691 km, z dokładnością do 300 metrów!), ale świat astronomów był nim wtedy rozczarowany z uwagi na duży margines niepewności.

Kiedy więc w latach 1874 i 1882 miała miejsce kolejna para przejść Wenus, przygotowano się głównie ze sprzętem fotograficznym, licząc na to, że poprzez trwałe zapisy zdjęciowe uda się rozwiązać fatalny problem kleksa. Dla zarejestrowania momentów początku i końca zjawiska potrzebne jest jednak nie jedno, lecz jak najwięcej zdjęć robionych szybko jedno po drugim. To skłoniło jeszcze innego francuskiego astronoma Pierre Janssena do opracowania kamery wieloobrazkowej. Zamiast jednej migawki zastosował on obrotowe koło ze szczelinami, co pozwoliło wpuszczać światło do obiektywu w regularnych odstępach. To światło było zarejestrowane jako szereg 48 obrazów na pojedyńczej płytce dagerotypowej przesuwanej po każdym zdjęciu pod kontrolą  wahadłowego zegara. Ponieważ mechanizm przypominał rewolwer bębenkowy Colta, Janssen nazwał nawet swój aparat revolver photographique. Niestety, sztuczki fotograficzne wcale nie pomogły w rozwiązaniu problemu kosmicznego kleksa. Wenus na zdjęciach była wciąż równie rozmazana jak dla bezpośrednio patrzących oczu. Rewolwer Janssena rozczarował, chociaż zainspirował on późniejsze wynalazki Etienne Julesa Mareya i braci Lumiere stając się bezpośrednim przodkiem współczesnej kamery filmowej.

Wobec „efektu kleksa” wielu astronomów zwątpiło, czy Wenus kiedykolwiek pozwoli precyzyjniej określić jednostkę astronomiczną. Odwrócono się więc tyłem do Słońca i opracowano inne metody, jak zwłaszcza paralaksa  Marsa na tle innych gwiazd stałych, co okazało się dużo lepsze. Niemniej przejście Wenus z 1882 roku było wielką publiczną sensacją. W odróżnieniu od roku 1874 można je było oglądać w Europie i Ameryce Północnej. Na placach miast ustawiono wtedy teleskopy i dziesiątki tysięcy ludzi mogły sobie przez nie popatrzeć. Było to ostatnie przejście przed obecną parą, którą zaczęło przejście rankiem 8 czerwca 2004, widziane również z Europy, kiedy to przez prawie sześć godzin (od 7:13 do 13:26 GMT) mała czarna kulka toczyła się po wielkiej złotej paterze. W roku 2012 takiej widoczności już nie będzie.

Dziś dzięki radarom i obserwatoriom znamy jednostkę astronomiczną z dokładnością 1:50 miliardów. Obserwacja przejścia Wenus dla celów pomiarowych jest więc już równie przestarzała jak posługiwanie się sekstansem. Czyni się to jeszcze ze względów sentymentalnych i edukacyjnych. Pozostaje jednak do wyjaśnienia skąd bierze się wspomniany efekt kleksa. Na podstawie zdjęć z satelity Trace w 1999 roku astronom Glenn Schneider ze stanowego Uniwersytetu Arizony udowodnił, że nie jest to wcale wynik znanego faktu, iż Wenus otacza gęsta atmosfera, jak przedtem przeważnie sądzono. Podobny efekt daje bowiem także przejście Merkurego, który jest suchą, gorącą kulą i żadnej atmosfery nie posiada. Schneider postawił więc tezę, że jest to w części wynik rozmazania obrazu w atmosferze ziemskiej, ponadto nieuniknionych defektów teleskopu, a także faktu, że jasność dysku Słońca słabnie na jego obrzeżach. Obserwacje z wielu miejsc w 2004 roku wydają się to potwierdzać.

Jednakże przejścia planet jako zjawisko wcale nie wyszły z astronomicznej mody. Teraz chodzi jednak, rzecz jasna, o planety innych układów wykrywane na tle gwiazd, których znamy już dziś całe mnóstwo, przeważnie wokół gwiazd dygoczących z wysiłku, jakim jest dla nich grawitacyjne przyciąganie wirującej wokół nich planety. Wykrycie takie nie mówi wszakże nic o rozmiarach planety, o średnicy jej orbity, ani o składzie jej materii. Dopiero przejścia planet na tle ich gwiazd dają nadzieję poznania tych szczegółów. Oczywiście, nawet najbliższe gwiazdy są za daleko, aby ich planety zobaczyć. A jednak plamka w refleksji światła takiej gwiazdy pozwala określić średnicę kosmicznego „paprocha”, który ją powoduje. Pierwszy raz udało się to w roku 2000, kiedy wokół gwiazdy HD 209458 wykryto planetę wielkości Jowisza. Co więcej, przejścia takie pozwalają także spekulować o obecności i składzie atmosfery takich planet. W tym celu ogląda się je w różnych kolorach. Różne atomy lub cząsteczki odmiennie wchłaniają poszczególne kolory. Np. sód zasysa pasmo pomarańczowo-żółte i jeśli pierwiastek ten występuje w danej atmosferze, to podczas przejścia planety pojawi się lekka blokada tego pasma w widmie. Tak właśnie było w przypadku owej gwiazdy HD 209458, ale zaobserwowana tam ilość sodu była mniejsza niż przewidywana dla modelu atmosfer planetarnych. Albo więc modele są do niczego, albo jest to ważne odkrycie. Pojawiło się zatem kolejne zadanie dla Wenus: potwierdzićprawidłowość modelu. W obecnych przejściach różne ekipy szukają różnych substancji w jej atmosferze – siarki, dwutlenku węgla itp. – obserwując głównie jej widmo w świetle odbitym przez księżyc, co lepiej niż bezpośrednie światło Słońca pokazuje to, co widać także wśród gwiazd.  

  Chodzi tu jednak o coś więcej niż tylko porządkowanie teoretycznych modeli. Przejścia planet dostarczają najlepszych okazji do szukania śladów życia poza Układem Słonecznym. Kluczem jest tu tlen. Skutkiem życia na Ziemi jest m.in. ciągłe uwalnianie do atmosfery mnóstwa tlenu. Tlen zaś, to bardzo reaktywny pierwiastek: gdyby rośliny stale go nie uzupełniały, zniknąłby w ciągu najwyżej paru tysięcy lat. A zatem: gdyby na jakiejś planecie wykryto obecność tlenu, mogłoby to oznaczać, że żyją tam organizmy, które go stale wytwarzają. Byłby to zatem dzień narodzin egzobiologii, czyli nauki o formach życia poza Układem Słonecznym.  

W takich spekulacjach wskazana jest jednak daleko posunięta ostrożność. Podczas przejścia Wenus w 1761 wielki rosyjski uczony Michaił Łomonosow wykrył wokół niej gęstą i obfitą atmosferę zauważając cienki świetlisty pierścień wokół czarnego kręgu jej powierzchni. Taka atmosfera, napisał, musi być pełna pary wodnej, a skoro tam jest woda, to dlaczego ma nie być roślin? Długo potem wyobrażano sobie Wenus jako planetę porosłą wilgotną, parną, gęstą dżunglą. Znaleźli się nawet pisarze (np. Julius Verne) oraz malarze o takiej wyobraźni. Dziś wiemy jednak, że życie na Wenus jest niemożliwe. Temperatura wynosi tam na powierzchni 450 st. C, a gęste zlewne chmury bezustannie sikają żrącym kwasem siarkowym. Każdy więc, kto 6 czerwca 2012 roku zobaczy niewinną czarną plamkę na złotym tle, kojarzoną wedle nazwy z piękną boginią miłości i rajem, powinien sobie uświadomić, że widzi raczej świat wrzącego kwasu, kipiącej lawy i wiecznego ognia, a więc to, co jest najbliższe naszemu wyobrażeniu piekła. 

Nikt jednak z tych, którzy boją się piekła, nie powinien lękać się feralnego dnia 22 grudnia 2012. Skoro już wiadomo, że na pewno nie wszystkie planety ustawią się w jednym grawitacyjnie ssącym szeregu (a prawdopodobnie w ogóle jest to niemożliwe), to groźny jęzor plazmy nie wytryśnie ze Słońca w naszą stronę, jego zabójcza masa nie liźnie naszej planety i przebiegunowienie nie nastąpi. Końca świata nie będzie. Cień nie pokona Słońca, noc nie zwycięży dnia.

 Bogusław Jeznach