Warum so selten?Perioden der Venusbewegung |
Die Babylonier kannten wussten zwar nicht, warum sich die Planeten bewegten; für sie waren die Planeten Götter, deren Gunst sich aber vorhersagen ließ. Deshalb beobachteten sie von ihren Templentürmen das Erscheinen und Verschwinden der Wandelgestirne - und kamen zu interessanten statistischen Erkenntnissen. |
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Die Venus umkreis die Sonne auf einer Bahn, die näher bei der Sonne liegt als die Erdbahn. Daher können wir diesen Planeten nie die ganze Nacht über, sondern immer nur nach Sonnenunter- oder vor Sonnenaufgang sehen. Dieser Umstand hat der Venus den Namen Abendstern oder Morgenstern eingebracht, obwohl die Bezeichnung eigentlich falsch ist, da ja Venus ein Planet - der sein Licht von der Sonne bezieht und die Sonne umkreist - und kein Stern - der selbst leuchtet - ist. Steht die Venus hinter der Sonne (im Regelfall wird sie nicht genau dahinter, sondern etwas nördlicher oder südlicher stehen), dann sprechen wir von der oberen Konjunktion, und in der ist sie unbeobachtbar, da sie von der Sonne überstrahlt wird. Da Venus die Sonne schneller umkreist als die Erde, wandert - von der Erde aus betrachtet - Venus in östlicher Richtung hinter der Sonne hervor, sie erscheint also am Abendhimmel vor Sonnenuntergang. Dabei baut Venus ihre Sichtbarkeit nur langsam aus; nur zögerlich gewinnt sie Abstand (Elongation) von der Sonne, nur zögerlich kommt sie der Erde näher. Trotzdem ist sie schon jetzt heller als jedes andere Gestirn ausser Sonne und Mond.
In der größte Elontation erreicht Venus den größten seitlichen Abstand von der Sonne. Sie erscheint im Fernrohr jetzt wie eine kleine Kopie des Halbmonds und ist im Normalfall jetzt am besten am Abendhimmel zu beobachten. Ihre größte Helligkeit hat sie noch nicht erreicht. Nach der größten Elongation wird Venus rückläufig und beendet ihre Sichtbarkeit am Abendhimmel rasch; ihre Helligkeit nimmt zunäuchst noch zu, doch dann wieder ab, ihre Phase nimmt rasant ab, ebenso ihre Entfernung von der Erde, während Venus im Fernrohr immer größer erscheint. Für wenige Tage um die untere Konjunktion - jene Phase, in der auch die seltenen Venusvorübergänge vor der Sonne passieren - ist Venus unbeobachtbar, um dann rasch am Morgenhimmel aufzutauchen, wo sich das Spiel im Osten in umgekehrter Reihenfolge wiederholt.
Venus erreicht am Morgenhimmel recht bald die größte Elongation, entfernt sich dabei aber rasch von der Erde. Nach der unteren Konjunktion nimmt die Helligkeit der Venus zunächst zu, beginnt aber deutlich vor der größten Elongation wieder abzunehmen. Nach der größten Elongation wandert Venus wieder rechtläufig und es geht die Morgensichtbarkeit der Venus sehr langsam zu Ende. Einige Eckdaten: Die gesamte Sichtbarkeitsperiode der Venus von einer oberen Konjunktion zur nächsten dauert im Mittel 584 Tage (siehe nächsten Abschnitt). Davon ist Venus in der ersten Hälfte dieser Periode Abend-, in der zweiten Hälfte Morgengestirn. In größter Elongation von der Sonne steht Venus im Mittel 71 Tage vor bzw. nach der unteren Konjunktion, 35 Tage vor bzw. nach der unteren Konjunktion erreicht sie ihr Helligkeitsmaxium.
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Venus und Erde kreisen beide um die Sonne. Die Venus braucht dazu 224,701 Tage, die Erde 365,256 Tage. Nach dieser Zeit stehen Venus bzw. Erde von der Sonne aus gesehen (im Mittel) wieder in der gleichen Richtung, bezogen auf den Sternenhimmel. Wir sprechen daher vom siderischen Umlauf. Damit kann man jetzt leicht ausrechnen, in welchen Zeiten die Venus von der Erde aus betrachtet wieder in der gleichen Richtung, bezogen auf die Sonne, steht. Hat der innere Planet eine siderische Umlaufzeit von Usid,1 und der aüßere Planete eine siderische Umlaufzeit von Usid,2, dann berechent man die synodische Umlaufzeit Usyn nach der einfachen Formel:
Für die Venus ergibt das eine synodische Umlaufzeit von 583,92 Tagen. Nach dieser Zeit wiederholen sich im Mittel auch die unteren Konjunktionen der Venus. |
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Betrachten wir die Sache mit dem synodischen Umlauf etwas genauer. Die oberen Konjunktionen der Venus - wenn Venus von der Erde aus gesehen mehr oder weniger hinter der Sonne steht - zeigen uns deutlich, dass der synodische Umlauf von 583,92 Tagen nur ein Mittelwert ist. Ausgangspunkt unserer Überlegungen ist die obere Konjunktion der Venus vom 18. August 2003 (Die Sonne ist auf den Abbildungen stark verdunkelt wiedergegeben):
Wir sehen deutlich, dass nach fünf synodischen Umläufen = 2.919,6 Tagen die Sache eigentlich wieder sehr gut passt, denn fünf synodische Umläfe sind ziemlich genau acht Jahre. Nach acht Jahren steht die Venus wieder zur gleichen Zeit an (nahezu) der gleichen Stelle des Himmels. Dieser Umstand war schon den alten Babyloniern aufgefallen und in Kalendern festgehalten worden. Da das hellste Wandelgestirn nach Sonne (Shamash) und Mond (Sin) stand für die Göttin Ishtar, der Göttin für Liebe und Krieg. Daher nannten sie das so regelmößige Auftreten die Ishtar-Periode. Sie ist in der Tat die gleichmäßigste aller Planetenperioden. Noch heute zeugen Tontafeln mit in Keilschrift verfassten Kalenderdaten von diesem bemerkenswerten frühen Wissen der Menschheit. |
Die Tatsache, dass 5 synodische Umläfe der Venus ziemlich genau acht Jahren entsprechen, hat zur Folge, dass sich die unteren Konjunktionen der Venus - oberflächlich betrachtet - nur an fünf Stellen der Ekliptik ereignen können, wie nachstehende Grafik vereinfacht darstellt:
Bringen wir jetzt die dritte Dimension ins Spiel und betrachten wir diese Situation unter Berücksichtigung der Neigung der Bahn der Venus gegen die Erdbahn. Die Bahn der Venus ist gegen jene der Erde um einen an sich kleinen Winkel von 3° 24' geneigt. Wie bei allen Planeten bleibt die Neigung der Bahnen gegeneinander nahezu unverändert, die Schnittlinie der beiden Bahnen - die Knotenlinie - wandert aber langsam. Sie rückt pro Jahrhundert um rund ein Grad vor und diesen Umstand können wir daher zunächst vernachlässigen.
Wenn die Ishtar-Periode ganz genau ist, also sich die Stellungen von Venus zur Sonne wirklich alle acht Jahre ganz genau wiederholen, dann käme es in diesem Beispiel nie zu einem Vorübergang der Venus vor der Sonne - oder alle acht Jahre, wenn eine der fünf unteren Konjunktionen zufällig nahe genug bei einem der Knoten liegt. Doch halt! Die obere Konjunktion der Venus vom 18. August 2003 wiederholt sich am 16. August 2011, also zwei Tage früher. Die Ishtar-Periode zeigt einen leichten "Gang": Nach acht Jahren minus 2,46 Tagen steht Venus wieder an der gleichen Stelle des Himmels. Erst nach einer wesentlich längeren Periode von 243 Jahren = 152 synodischen Umläfen der Venus wiederholen sich die Stellungen des Planeten mit grosser Genauigkeit. Die Tatsache, dass die Ishtar-Periode etwas kürzer als acht Jahre ist, bewirkt, dass die unteren Konjunktionen in der Ekliptik langsam "vorrücken":
Dieses Vorrücken - es erfolgt entgegen der Umlaufrichtung der Planeten um die Sonne - der Plätze der unteren Konjunktionen hat zur Folge, dass jede der fünf Positionen in der Venusbahn einmal in rund 1.200 Jahren einmal den aufsteigenden und einmal den absteigenden Knoten der Venusbahn passiert. Somit ergeben sich in dieser Zeit zehn Gelegenheiten für Transits - und durch eine glückliche Fügung sogar doppelt so viele! Für Spezialisten: Man muss in dieser Überlegung jetzt sehr wohl die Knotendrehung der Venus berücksichtigen, die die Knoten pro Jahrhundert rund ein Grad vorrücken läßt und damit die Zeitspanne von 1.200 Jahren auf etwa 1.100 Jahre verkürzt. |
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Wie genau bei einem der Knoten muss die untere Konjunktion der Venus eigentlich stattfinden? Hier hilft uns - näherungsweise - eine einfache geometrische Überlegung, die auf der Tatsache beruht, dass die Bahn der Venus gegen die Erdbahn (Ekliptik) um den kleinen Winkel von 3° 24' geneigt ist.
Die untere Konjunktion der Venus darf also in einem Bereich von etwa 4° um den auf- oder absteigenden Knoten stattfinden, damit es zu einem Venusvorübergang vor der Sonne kommt (genau genommen spielt sogar die Position des Beobachters auf der Erde eine Rolle).
Venus - mit einer siderischen Umlaufzeit von 224,701 Tagen - legt pro Tag rund 1,6° auf ihrer Bahn zurück. In jener Zeit von 2,46 Tagen, in denen sich die unteren Konjunktionen nach vorne verschieben, sind das etwas mehr als vier Grad. Daraus folgt: Venusvorübergänge vor der Sonne finden im Regelfall paarweise im Abstand von acht Jahren minus 2,46 Tagen statt. Erfolgt eine untere Konjunktion innerhalb der rund acht Grad breiten Zone, in der ein Durchgang möglich ist, dann muss die nächste untere Konjunktion (etwas mehr als vier Grad vorgerückt) ebenfalls in diese Zone fallen. Die übernächste kann dann zu keinem Vorübergang mehr führen. Für Spezialisten: Erfolgt eine untere Konjunktion sehr exakt in einem der Knoten, dann fällt sowohl die vorangehende als auch die nachfolgende untere Konjunktion aus dem Fenster für einen Vorübergang und es kommt zu einem extrem seltenen isolierten Venusvorübergang vor der Sonne; der letzte fand im Jahr 1396 statt, der nächste im Jahr 3089! |
Jetzt bringen wir auch noch den Umstand ins Spiel, dass die Bahnen von Venus und Erde keine Kreise, sondern Ellipsen sind (wenngleich sehr kreisähnliche). Damit vergeht von den beiden Durchgängen im aufsteigenden zu den beiden Durchgängen im absteigenden Knoten mehr Zeit als von den Durchgängen im absteigenden zu jenen im aufsteigenden Knoten. Verwirrt? Beginnen wir mit einem Paar von Durchgängen im absteigenden Knoten (1761 und 1769); es dauert 66 synodische Umläufe = 105½ Jahre, bis der nächste untere Konjunktionspunkt zum aufsteigenden Knoten gewandert ist.
Dann findet wieder ein Paar von Durchgängen statt (1874, 1882). Jetzt dauert es etwas länger, nämlich 76 synodische Umläufe = 121½ Jahre, bis der nächste untere Konjunktionspunkt wieder zum absteigenden Knoten vorausgewandert ist.
Dann wiederholt sich der Zyklus, die nächsten Durchgänge im absteigenden Knoten sind 2004 und 2012. Der Rhythmus: 8 + 105½ + 8 + 121½ = 243 Jahre, die grosse Venusperiode, sie entspricht 5 + 66 + 5 + 76 = 152 synodischen Umläufen der Venus. Darum sind Venusvorübergänge vor der Sonne so selten! Für Spezialisten: Aufgrund der Lage der Knotenlinie der Venus finden Durchgänge im absteigenden Knoten immer Anfang Juni, solche im aufsteigenden Knoten immer Anfang Dezember statt. Der Zwilling des Durchgangs vom 8. Juni 2004 findet am 6. Juni 2012 statt. |
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Es ist gar nicht einfach, zu diesem komplexen Thema Literatur und Referenzen zu finden, daher die folgende Übersicht: Literatur
Weiterführende LinksDie angeführten Seiten behandeln teilweise nur den Venustransit von 2004, die Hintergrundinformation ist jedoch zeitlos.
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