Historique des observations des passages de Vénus devant le Soleil

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1 Historique des observations des passages de Vénus devant le Soleil
J.E. Arlot, P. Rocher Observatoire de Paris Institut de Mécanique céleste F. Mignard Observatoire de la Côte d'Azur

2 Vénus: planète et déesse -------

3 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). Héraclide ( av J.C.) pense que Vénus et Mercure tournent autour du Soleil (et que la Terre tourne sur elle-même).

4 Vénus chez les Romains À l'origine déesse des jardins et des champs, elle fut sous l'influence grecque d’Aphrodite à partir du IIe siècle av. J.-C. Elle était célébrée sous de multiples formes dans la Rome impériale. Son culte commença à Arden et à Lavinium dans le Latium. Son plus vieux temple fut bâti le 18 août 293 av. J.-C. Le 18 août fut alors le jour de festivités appelées Vinalia Rustica. Le 1er avril, les Veneralia étaient célébrées en l'honneur de Vénus Verticordia, protectrice de la chasteté féminine. Le 23 avril 215 av. J.-C., un temple fut construit sur le Capitole et dédié à Vénus Érycine (Venus Erycina) pour commémorer la défaite romaine du lac Trasum. Jules César introduisit la Vénus Génitrice (Venus Genitrix) comme déesse de la maternité et du foyer, en tant que mère d'Énée. (dont il affirmait descendre)

5 Vénus chez les Mayas et les Aztèques
Codex Dresde 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 584j = 2920j = 8 x 365j = 8 haab (calendrier civil) 13 x 2920j = 37960j = 146 x 260j = 146 Tzolkin (calendrier religieux) Quetzalcoatl-Vénus (Codex Telleriano-Remensis 8 verso) 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.

6 Vénus: la deuxième planète du système solaire

7 Un peu d’histoire…. Mesurer le système solaire !

8 Mesure du système solaire
Soleil Alexandrie Terre R A Y O N T E S Eratosthène ( av. J.C) A Syène (Assouan) Le jour du solstice d'été Angle A = 7° 10' soit environ 1/50 de la circonférence terrestre. La distance entre Syène et Alexandrie (mesurée par les bématistes) est de (> un million de pas) stades. Ce qui donne une circonférence de stades ~ stades. Donc un degré de méridien = /360 = 700 stades Source : De motu circulari corporum caelestium (I,10) de Cléomède.

9 Mesure du système solaire
ARISTARQUE DE SAMOS (~275 av. J.-C.) D I S T A N C E R L U L'ombre est supposée cylindrique. La Lune se déplace d'une distance égale à son diamètre en une heure. Les éclipses totales de Lune les plus longues durent environ 2 heures. Donc le diamètre de la Lune est environ le tiers du diamètre terrestre L = 0,3 T. Comme la Lune est vue sous un diamètre d'environ 32', sa distance est 107 fois son diamètre. d = 0,3 T x 107 = 32,1 T = 64,2 rayons terrestres. Source : Sur la grandeur et la distance du Soleil et de la Lune.

10 Mesure du système solaire
N C E R O L HIPPARQUE. av. J.C. Lune en quadrature (premier quartier) 89,8° Soleil 87° Terre La distance Terre-Soleil est comprise entre 18 et 20 fois la distance Terre-Lune.

11 Mesurer une distance avec des angles : la parallaxe
La triangulation A ? B ? c? c a’ a b C Base

12 Attention! comment mesurer
Tout dépend de l’idée que l’on se fait de l’univers, d’un modèle présupposé

13 Le mouvement des planètes et du Soleil -----------

14 Mouvement du Soleil Hipparque
C I R L A Apogée C épicycle déférent Hipparque Combinaison de deux cercles tournant d’un mouvement circulaire uniforme Périgée

15 Mouvement du Soleil et des planètes: Ptolémée
C I R L A Un cercle tournant d’un mouvement circulaire uniforme par rapport à un point qui n’est pas son centre Apogée Périgée C w E : point équant Claude Ptolémée milieu du deuxième siècle « Almageste »

16 Le système solaire de Ptolémée

17 Mouvement des planètes: Copernic
Copernic frappé par la complexité du système de Ptolémée, va bâtir une nouvelle représentation du monde dans laquelle le Soleil est fixe au centre du système solaire.        C'est une révolution dans la pensée qui ne s'imposera qu'après les observations de Galilée.  Copernic ( ),

18 Mouvement des planètes: Képler
Kepler utilisa les observations de Tycho Brahe pour montrer que la planète Mars parcourait une orbite elliptique. MO U V E M N T L I P Q Chaque planète décrit une ellipse dont le Soleil occupe un des foyers (1605). La troisième loi de Kepler donne une relation entre la période de révolution d’une planète et le demi-grand axe de son orbite. On peut mesurer les périodes de révolution des planètes, si on connaît une distance entre le Soleil et une planète ou la distance entre deux planètes on peut les connaître toutes. Les aires décrites par le rayon vecteur planète-Soleil sont proportionnelles aux temps employés à les décrire (Astronomia Nova, 1609); Les demi-grands axes a et les périodes de révolution T sont reliés par a3/T2=constante pour toutes les planètes (1618). Kepler ( )

19 Histoire des passages -------------------

20 Passages de Mercure Les prédictions des passages de Mercure et de Vénus furent possibles à partir du début du XVIIè siècle grâce aux travaux de Johannes Kepler et à la publication des tables Rudolphines. Kepler prédit en 1629 « Avertissement aux astronomes » le passage de Mercure du 7 novembre 1631 : observé par quatre personnes le passage de Vénus du 7 décembre : non observé car les tables Rudolphines le donnaient invisible en Europe, en réalité la fin du passage était visible de l'Europe centrale. Les passages de Mercure suivants : 9 nov : Invisible en Europe, visible en Chine. 3 nov : Invisible en Europe, observé par Jeremy Shakerley à Surat (Inde). 3 mai : Observé par Hevelius à Dantzig (Gdansk). 4 nov. 1664 7 nov : Invisible en Europe. 7 nov : Observé par E. Halley à Sainte Hélène. 10 nov : Invisible en Europe, observé à Canton. Kepler ne verra pas les passages qu’il y a prédits car il décède le 15 novembre 1630.

21 LE PASSAGE DE MERCURE DU 7 NOVEMBRE 1631
Passages de Mercure LE PASSAGE DE MERCURE DU 7 NOVEMBRE 1631 P. Gassendi Première observation d'un passage par Pierre Gassendi à Paris. Il utilise une lunette de 2 pieds de longueur focale (65cm) disposée sur un quart-de-cercle. L’image projetée a un diamètre de ¾ de pied (24cm). Il estime le diamètre solaire à 30 minutes d’arc, et il prépare un gabarit circulaire divisé en 60 parties égales (30’’). Il observe dès le 5 (mauvais temps le 5 et 6) Le 7, dès le lever du Soleil, Gassendi aperçut une tache noire Il estime le diamètre de Mercure à 20" (valeur réelle : 10"). Décalage de 5h par rapport aux prévisions de Kepler Il écrit à son ami Wilhelm Schickard, professeur à Tübingen : "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".

22 Passages de Mercure LE PASSAGE DE MERCURE DU 7 NOVEMBRE 1677
E. Halley 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 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. 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.

23 Les passages de Mercure du XVIII siècle
William Whiston 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. 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/ h58h35s '46.46" 05h08m15s 11/11/ h29h44s '58.91" 02h47m40s 02/05/ h01h57s '41.82" 03h04m57s 05/11/ h29h46s '58.26" 04h36m24s 06/05/ h12h50s '11.49" 07h56m24s 07/11/ h10h32s '38.45" 05h30m42s

24 Les passages de Mercure du XVIII siècle
Delisle observa le passage de 1723, mais ne put en déduire une valeur de la parallaxe solaire. Joseph-Nicolas Delisle 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). 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 : "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".

25 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 importants qui existaient entre les meilleures tables planétaires de l'époque. Ainsi le calcul du passage avec les tables de De la Hire donnait un dernier contact 8 heures plus tôt que le calcul fait avec les tables de Halley! Le calcul fait avec les tables de Deslile donnait ce même contact 17 minutes plus tard. Les prédictions et la Mappemonde représentant la projection géographique du passage furent largement diffusées au près des astronomes de tous pays. Malgré l'observation du passage par des observateurs confirmés les résultats furent de nouveau décevants. 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.

26 Passages de Vénus

27 J. Horrocks (1619-1641) Né à Liverpool dans un milieu très modeste
Éducation élémentaire et largement autodidacte En 1635 (il a 16 ans!) il applique les lois de Kepler au mouvement de la Lune Il corrige les tables planétaires de 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 meurt le 3 janvier 1641 à 22 ans.

28 Observation de J. Horrocks
Passage de Vénus du 4 déc. 1639 heure locale Soleil 2e contact 15h15 + 4° 3e contact 21h ° Coucher du soleil : 15h50 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 15h15 il reprend les observations et le ciel se dégage.

29 Les Observations (Venus in Sole Visa)
Il effectue trois mesures à la hâte avant le coucher du Soleil t distance (") 3h15 864 3h35 810 3h45 780 3h50 Coucher Diamètre de Vénus: 1' 16"

30 Observations de Crabtree
Observations faites à Manchester Nuageux jusqu'à 3h35  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 Eyre Crowe - Walker Art Gallery, Liverpool

31 La visibilité du passage de 1639

32 Horrocks et la parallaxe solaire
Avec une seule observation il estime la parallaxe solaire ! T V S 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

33 Les passages du XVIII siècle
On ne sait pas bien déterminer la longitude d’un lieu. On ne possède pas de bonnes horloges transportables. Les moyens de communication ne sont pas rapides (voiles). Les expéditions sont très onéreuses. On n’a aucune expérience de l’observation d’un passage de Vénus devant le Soleil. 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.

34 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 ( ) 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 : 1h 55m 17.1s Premier contact de l'ombre : 2h 13m 9.7s Maximum du passage : 5h 19m 16.1s Dernier contact de l'ombre : 8h 25m 20.1s Dernier contact de la pénombre : 8h 43m 12.6s

35 Visibilité du passage du 6 juin 1761
Projection de Hammer

36 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 ( ) à Vienne qui observa le passage en compagnie de l'archiduc Joseph (observation réussie). Celui de l'Abbé Jean-Batiste Chappe d'Auteroche ( ) 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 ( ), 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 ( ) se rendit au Luxembourg.

37 Le passage du 6 juin 1761 Les Anglais Mason & Dixon
Les astronomes anglais organisèrent également deux campagnes lointaines pour l'observation du phénomène. Nevil Maskelyne ( ) se rendit à Sainte-Hélène où il ne put observer le passage à cause du mauvais temps. Un second groupe formé de Charles Mason ( ), de James Bradley et de Jeremiah Dixon ( ) 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 Observation sans problème de la sortie de Vénus

38 Le voyage de Chappe d’Auteroche
Le voyage de Chappe d’Auteroche en Sibérie à Tobol’sk

39 Le voyage de Le Gentil Guillaume Joseph Hyacinte Jean Baptiste Gentil de la Galaisière ( ). 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 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.

40 Le voyage de Pingré Alexandre-Gui Pingré ( ), 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 …"

41 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 3min). 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 des 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.

42 Visibilité du passage de 1769

43 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 19h 8m 31.2s Premier contact de l'ombre : le 3 à 19h 27m 6.7s Maximum du passage : le 3 à 22h 25m 20.3s Dernier contact de l'ombre : le 4 à 1h 23m 35.7s Dernier contact de la pénombre : le 4 à 1h 42m 11.2s

44 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.

45 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 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.

46 Le passage de 1769 Le capitaine Cook à Tahiti à « Point Venus »

47 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.

48 Résultats 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 passage de 1769 se solda par 151 observations professionnelles, réparties sur 77 sites. Malgré les moyens d'observations mis en oeuvres, les observations ne permirent pas de donner une valeur définitive à la parallaxe solaire. Quatre observations complètes du passage : Finlande, Baie d'Hudson, Californie, Tahiti. Écart maximal de ~ 23 mn (5h30mn à Tahiti, 5h53 à Vardoo) Auteur(s) Valeurs William Smith ,6045" (1770) Thomas Hornsby ,78" (1770) Pingré et Lalande ,2" et 8,88" (1770) Pingré ,80 (1772) Lalande ,55"< P < 8,63" (1771) Planmann ,43 (1772) Hell ,70" (1773/1774) Lexell " (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".

49 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.

50 Le passage du 9 décembre 1874 Passage au nœud ascendant début décembre. Époque peu favorable sur le plan météorologique 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 : 1h 38m 51.3s Premier contact de l'ombre : 2h 6m 33.4s Maximum du passage : 4h 7m 26.3s Dernier contact de l'ombre : 6h 8m 16.8s Dernier contact de la pénombre : 6h 35m 59.0s

51 Les Observateurs Les Français : Les Anglais : Les autres :
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 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. Les autres : 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.

52 Le passage du 9 décembre 1874

53 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!

54 L’Observation à St-Paul

55 Les clichés de St-Paul Les plaques (110mm x 68mm) prises à l’île St-Paul par l’équipe du commandant Mouchez, produisaient une image du Soleil de l’ordre de 31mm, les mesures faites donnent le rapport suivant 1mm 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 3,80m, l’image du soleil était projetée sur la plaque photographique qui se trouvait à 43mm 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).

56 Le passage du 6 décembre 1882 Circonstances générales
Premier contact de la pénombre : 13h 49m 3.9s Premier contact de l'ombre : 14h 9m 1.3s Maximum du passage : 17h 5m 58.5s Dernier contact de l'ombre : 20h 2m 58.3s Dernier contact de la pénombre : 20h 22m 55.7s 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.

57 Le passage du 6 décembre 1882

58 Les clichés américains
Cliché réalisé par les astronomes de l’observatoire naval de Washington D.C.

59 Réduction des daguerréotypes français
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 des 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 pointés et lectures aux micromètres et aux échelles, l’ensemble des mesures pris plus de quinze mois !

60 Les mesures de la distance Terre - Soleil
Méthode date parallaxe distance " millions km Mars Vénus Vénus Mars Flora Mars Vénus Éros Eros radar Viking+radar

61 Les passages de 2004 et de 2012 En 2004 et en 2012, les astronomes vont-ils de nouveau observer le passage de Vénus pour améliorer la distance Terre-Soleil? Non pour deux raisons: - l’observation des astéroïdes passant près de la Terre est plus facile - les tirs radar sur Mars ou sur les astéroïdes sont plus précis que les mesures d’angle

62 Le bilan de la mesure de la distance Terre-Soleil
Méthode date parallaxe distance " millions km Mars Vénus Vénus Mars Flora Mars Vénus – Éros Eros radar Viking+radar

63 Le passage du 8 juin 2004 Les sites Internet : www.imcce.fr/vt2004/fr
bass2000.obspm.fr grasse.obs-azur.fr/cerga/mignard/PASSAGE_03/