Yksi harvinaisista taivaan ilmiöistä koetaan toukokuun 9.
päivänä. Silloin Merkurius-planeetta kulkee Auringon editse. Edellisen kerran
Suomessa Merkuriuksen ylikulku nähtiin toukokuun 7. päivä 2003.
Ratadynamiikkaa
Merkuriuksen ylikulku edellyttää, että Merkurius on
ekliptikan tasossa (= ratansa solmupisteessä[1]). Näin tapahtuu
kaksi kertaa vuodessa: touko–kesäkuussa ja marras–joulukuussa.
Koska
Merkuriuksen synodinen[2] kiertoaika Auringon ympäri on 115,9 vrk,
niin kolmeen kierrokseen kuluu aikaa 347,7 vrk. Se on 17,55 vrk liian lyhyt,
jotta maapallo ehtisi radallaan asemaan, jossa Merkuriuksen ylikulku näkyisi. Tästä
syystä ylikulku ei toteudu joka vuosi.
Ylikulkujen esiintyminen noudattaa useita erimittaisia
jaksoja. Pisin näistä jaksoista on 46 vuotta, jonka jakson jälkeen ylikulut
toteutuvat aina samassa järjestyksessä.
Syksyn ylikulut noudattava 7, 13 ja 33 vuoden jaksoja ja ylikulun
jälkeen kuluu 9,5 vuotta ennen kuin seuraava kevään ylikulku toteutuu. Kevään
ylikulut noudattavat 13 ja 33 vuoden jaksoja ja ylikulun jälkeen kuluu 3,5
vuotta ennen kuin seuraava syksyn ylikulku toteutuu.
Jos olet ymmärtänyt kaiken tähän asti esitetyn, niin jatkoa
seuraa. Vuosien 2019, 2032 ja 2039 ylikulut tapahtuvat kaikki marraskuussa
mutta niiden välissä ei tapahdu ainoatakaan kevään ylikulkua. Näiden lisäksi
Merkurius joissakin tapauksissa hipoo niin läheltä Auringon kiekon reunaa, että
ainakaan kaikkialla näkyvyysalueella ei todellisuudessa ylikulkua nähdä. Näin
tapahtuu jos Merkuriuksen horisontaalinen parallaksi siirtää planeetan
näennäistä paikkaa Auringon reunalinjan ulkopuolelle.
Alla olevassa taulukossa on listattu Suomessa näkyneitä ylikulkuja. Ajat ovat Tampereen horisontin mukaan laskettuja huomautuksissa on selostettu muita näkyvyystietoja.
Havaitseminen
Merkuriuksen ylikulun havaitseminen ei ole aivan yhtä
helppoa kuin Venuksen ylikulun. Tähän on yksi syy: Merkurius näkyy meillä
huomattavasti paljon pienempänä kuin Venus. Merkuriuksen kulmahalkaisija on ylikulun
aikaan vain 12,1 kaarisekuntia, kun vuonna 2012 tapahtuneen Venuksen ylikulun
aikaan Venuksen näennäinen koko oli 57,8 kaarisekuntia. Näin ollen Merkuriuksen
ylikulkua on mahdollista havaita vain käyttäen kiikaria tai kaukoputkea.
Ylikulkujen havaitseminen vaatii samaa varovaisuutta kuin
aina Aurinkoa havaitessa. Kaikki optiset laitteet on varustettava kunnollisella
ja asianmukaisella aurinkosuotimella. Jo hyvissä ajoin ennen ylikulkua,
olemassa olevat suodattimet tulisi tarkastaa ja tehdä tarvittavat korjaukset.
Visuaalihavaitsijan
välineitä ovat kiikarit ja kaukoputket. Kiikareissa täytyy luonnollisesti olla
aurinkosuodatin molemmissa objektiiveissa. Kaukoputkeen riittää yksi.
Suodattimen paikka on nimenomaan objektiivin edessä, ei missään tapauksessa
okulaarissa tai jossakin muualla. Jos suodattimen kiinnityssysteemi (olipa se
mikä tahansa) ei ole lukkiutuvaa mallia, niin silloin se paikoillaan pysyminen
on varmistettava maalarin teipillä. Kiikari on syytä tukea vaikkapa
kamerajalustaan.
Visuaalihavaitsijan tulee pitää myös Auringon katselemisessa
taukoja, yhtämittainen katseluajan pituus on maksimissaan noin 3 minuuttia,
jonka jälkeen on pidettävä ainakin samanmittainen tauko.
Valokuvaaminen
tehdään täysin samalla tavalla kuin auringonpilkkuja kuvatessa. Aurinkoa ei saa
ylivalottaa ja kuvan tarkennuksen täytyy olla kohdallaan. Jos kuvataan kameran
omaa optiikkaa käyttäen, teleobjektiivin tehollinen polttoväli pitäisi olla
noin 1–1,5 metriä. Perusperiaate on, että Auringon kuva täyttäisi vähintään koko
kuva-alan riippumatta kameran kennokoosta.
Taitavampi ja kokeneempi auringonkuvaaja voi kokeilla
Barlow-putkea tai okulaarisuurennusta, jolloin Merkurius tulee kuvassa
suuremmaksi. Tällöin kuitenkin tarkennuksen kanssa täytyy olla erittäin
huolellinen, sillä kuvasta tulee helposti liian pehmeä. Pehmeyttä lisää vielä
se, että ylikulku tapahtuu iltapäivällä ja illalla, jolloin ilmakehän häiriöt
ovat suuria ja illalla Aurinko on lähellä horisonttia.
Kaukoputkissa on yleensä seuranta ja ongelmia ei pitäisi syntyä.
Sen sijaan, jos käytetään kameran omaa optiikkaa, seurantaa kamerajalustassa ei
yleensä ole, joudutaan valitsemaan monen asian perusteella mitä
kuvausmenetelmää käytetään. Jos optiikan
polttoväli on mainitussa 1–1,5 m välissä, seurannan puutteen voi korvata
asettamalla kameran herkkyys suureksi ja käyttämällä lyhyttä valotusaikaa.
Pidemmillä polttoväleillä temppu ei tuota tyydyttävää lopputulosta.
Jos kaukoputkeen ei ole käytettävissä syystä tai toisesta
sopivaa suodatinta, silloin voi yrittää projisoida Auringon kuva valkealle
paperille tai pahville. Valitse käyttöön mahdollisimman edullinen okulaari,
sillä kuumuus voi rikkoa sen ja taloudellinen vahinko on näin pienin
mahdollinen. Kaukoputkella seurataan Aurinkoa tavalliseen tapaan ja valkoinen
paperi/pahvi pidetään sopivan etäisyyden päässä okulaarista. Sopivalla
etäisyydellä kuvan pitäisi olla myös tarkka jos kaukoputki on tarkennettu
oikein.
Paperilla näkyy kuva
Auringosta ja toivon mukaan myös ylikulussa olevasta Merkuriuksesta. Planeetan
lisäksi kuvassa näkyvät auringonpilkut, jotka voivat olla paljon suurempia kuin
Merkurius. Kuvan näkymistä voi hieman
parantaa järjestämällä sopiva varjo paperin/pahvin kohdalle. Menetelmä soveltuu
jotenkuten niin visuaalihavaitsijalle kuin valokuvaajille.
Ekvatoriaalisesti pystytetyssä kaukoputkessa, jossa on kulmapeili, Merkurius työntyy Auringon eteen oikealta, joka on itä-suunta. Piirros © Kari A. Kuure. |
Missä Merkurius on?
Merkuriuksen siirtyessä Auringon eteen, se tapahtuu suunnasta
PA 83°. Auringon kaltevuuskulma on -20,6°, joten suuntakulmaksi muodostuu 103,6°.
Auringon suuntakulmat määräytyvät vastapäivään yläreunasta alkaen. Näin ollen
Merkurius ilmestyy näkyville Auringon vasemmalta sivulta (itä) hieman
keskivälin alapuolelta.
Merkuriuksen ollessa syvimmillään Auringon edessä, sen
suunta on PA 154°. Jälleen täytyy ottaa huomioon Auringon pohjoissuunnan
kallistuminen, joka on nyt 13,9°, joten suuntakulmaksi saadaan 140,1°.
Merkurius sijaitsee mainitussa suunnassa noin 5/6 säteen suunnassa reunasta,
melko lähellä Auringon keskilinjaa.
Merkuriuksen poistuessa Auringon edestä, se tapahtuu
suunnassa PA 224° ja Auringon kaltevuus on 30°. Näin ollen suuntakulmaksi tulee
194°, siis melko läheltä Auringon alareunaa keskilinjan oikealla (länsi) puolella.
Kaukoputkella
havaitessa kuvan kääntyminen ja jalustaratkaisu täytyy ottaa huomioon, joten
tarkkaan suuntakulmia tässä yhteydessä ei pysty kussakin erillistapauksessa
kertomaan. Toisaalta, jos kaukoputken seuranta on kunnollisesti suunnattu ja
tietokone hoitaa kohdistamisen Merkuriukseen, mitään ongelmaa ei pitäisi planeettaan
kohdistumisessa olla vaikka käytettäisiin suurtakin suurennusta.
Edellä luetellut suuntakulmat on tarkoitettu lähinnä
kiikarihavaitsijalle ja laskettu Tampereen horisontin mukaan. Tampereella
ylikulun päätyttyä Aurinko laskee muutaman minuutin kuluessa. Tampereelta itään
ja kaakkoon auringonlasku tapahtuu ennen ylikulun päättymistä. Muualla Suomessa
ylikulku näkyy loppuun asti.
Ekvatoriaalisesti pystytetyssä kaukoputkessa, jossa on kulmapeili, Merkurius poistuu Auringon edestä suunnilleen kello 8 sunnasta (länsi). Piirros © Kari A. Kuure. |
Huomautukset
[1] Merkuriuksen laskevasolmu on keväällä ja nousevasolmu on
syksyllä.
[2] Synodisella kiertoajalla tarkoitetaan yleensä
planeettojen (ja Kuun) sellaisia kiertoaikoja, jolloin ne ovat maapallolta
katsottuna Auringon suhteen samassa asemassa. Esimerkiksi sisäplaneettojen ylä-
tai alakonjunktiot toteutuvat synodisen kiertoajan välein. Merkuriuksen ja
Venuksen ylikulut ovat mahdollisia vain alakonjunktion aikaan.
Kuun synodista kiertoaikaa nimitetään synodiseksi
kuukaudeksi ja on pituudeltaan 29,5306 vrk (aika uusikuusta uusikuuhun).
[3] Merkuriuksen ylikulkuja oli 1900-luvulla 11 (+3
mahdollista) ja on 2000-luvulla 14, 2100-luvulla 10 (+2 mahdollista),
2200-luvulla 12 (+2 mahdollista) ja 2300-luvulla 11 (+2 mahdollista).
Madollinen ylikulku tarkoittaa sitä, että planeetan radassa tapahtuvien
vähäisten muutosten (muiden planeettojen gravitaation vaikutuksesta) vuoksi
ylikulun toteutuminen ei ole varmaa. Jos ylikulku toteutuu, niin se on vähäinen
”hipaisu”. Lisäksi havaintopaikan maantieteellisestä sijainnista johtuva
parallaksi voi aiheuttaa ylikulun toteutumisen tai pois jäännin.