Merkuriuksen ylikulku tapahtuu toukokuun alkupuolella

Merkuriuksen reitti Auringon pinnan editse 9.5.2016. Piirrosta
ei aivan sellaisenaan voi käyttää Merkuriuksen etsintään, sillä
Auringon kaltevuus muuttuu koko ylikulun ajan. Tarlkemmat
etsintäohjeet on annettu tekstissä. Piirros © Kari A. Kuure.

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.

Ylikulku 33 paikkakunnilla

Site = paikkakunta

Longitude = paikkakunnan maantieteellinen pituus asteina [°] ja kaariminuutteina [’]

Latitude = paikkakunnan maantieteellinen leveys asteina [°] ja kaariminuutteina [’]

Elvn = Korkeus merenpinnasta (arvio)

Exterio Ingress = 1. kontaktin ajankohta UT aikaa tunteina [h], minuutteina [m] ja sekunteina [s]

Interor Ingress = 2. kontaktin ajankohta UT aikaan tunteina [h], minuutteina [m] ja sekunteina [s]

Maximum = Ylikulun keskikohta UT aikaan tunteina [h], minuutteina [m] ja sekunteina [s]

Interior Egress = 3. kontaktin ajankohta UT aikaan tunteina [h], minuutteina [m] ja sekunteina [s]

Exterior Egress = 4. kontaktin ajankohta UT aikaan tunteina [h], minuutteina [m] ja sekunteina [s]

Min. Sepn = Merkuriuksen pienin etäisyys Auringon kiekon keskeltä kaarisekunteina [”]

PA = Suuntakulma Auringon kiekon pohjoispisteestä asteina [°]

Alt = Auringon korkeus horisontista asteina [°]

Huomaa, että yllä olevassa taulukossa ajat on esitetty UTC-aikoina, joten niihin pitää lisätä 3 tuntia saadaksesi paikallisen kesäajan! Ylikulku alkaa siis kello 14 jälkeen kaikkialla Suomessa.

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.

Tapio Lahtisen ottama kuva Merkuriuksen ylikulusta 7.5.2003.
Merkurius on suunnilleen Auringon keskilinjalla ja noin 1/3
säteen etäisyydesllä Auringon kiekon alareunasta.
Merkuriuksen yläpuolella, lähes kiekon keskellä on
Merkuriusta suurempi auringonpilkku.

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.

Ekvatoriaalisesti pystytetyssä
kaukoputkessa, jossa on kulmapeili,
Merkurius on ylikulun keskivaiheilla
1/6 säteestä Auringon kiekon keskeltä
keskilinjan itäpuolella (oikealla).
Piirros © Kari A. Kuure.

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.