金星の日面通過：太陽面を横切るまれな惑星現象

幾何学と頻度

金星は地球より太陽に近い軌道を公転しているため、日面通過が起こり得るのは、金星がその軌道面と地球の軌道面の交点である昇交点または降交点の近くにあるときに限られる。金星の軌道は地球の軌道に対して数度傾いているので、正確な一直線の配置はまれである。日面通過は243年にわたる反復パターンで生じる。8年隔たりの一対として起こり、その後には約121.5年と約105.5年の長い間隔が交互に続く。軌道力学の背景は惑星運動、観測上の配置は地球・太陽・惑星の幾何学を参照。

歴史的意義

金星の日面通過は歴史上、非常に大きな意義をもってきた。17世紀にはジェレマイア・ホロックスが1639年の日面通過を予測して観測し、これがこの現象の最初の記録された観測となった。18世紀にはエドモンド・ハリーが、日面通過を用いて太陽視差を決定し、それによって天文単位（AU）を測定する方法を提案した。1761年と1769年の日面通過では、大きく離れた観測地点から観測するため、各国による遠隔地への探検隊が派遣された。著名な航海の一つが、1769年にジェームズ・クック海軍中尉がHMSエンデバー号でタヒチへ向かった遠征である（クック、HMSエンデバー）。その後の1874年と1882年の日面通過では、写真撮影と分光学的手法も用いられた。複数の歴史的記録と遠征報告が現存し、現代の資料集に再録されている（歴史記録）。

科学的利用と現代的意義

協調して行う日面通過観測の主な歴史的目的は、異なる緯度から見た金星の見かけの経路における視差のずれを測定し、AUを決定することだった。困難な測定ではあったが、太陽系の尺度についてより精度の高い推定につながった。20世紀にレーダー測距と宇宙機の航法が発展すると、日面通過に基づく測定はこれらに取って代わられた。しかし日面通過は、太陽縁、大気散乱、ならびに通過法による太陽系外惑星の検出と性質の調査に使われる観測技術を研究するうえで、なお科学的に有用である。2004年と2012年に広く観測された日面通過など、現代の一般・専門観測は、普及活動に寄与するとともに、微弱な信号を検出する測光法・分光法の改善にも役立った（天文学的背景、2012年の放送）。

観測と注目すべき効果

金星が太陽円盤を横切る際には、小さく円形の暗い点として見える。見た目は大気の乱れや機器の影響を受けることがある。歴史的に重要な光学的アーチファクトである「ブラックドロップ効果」は、接触時刻の精密な決定を難しくした。これは現在では、大気によるシーイング、望遠鏡の回折、太陽の周縁減光が組み合わさって生じるものと理解されている。承認された太陽観測用フィルターなしに太陽を直接見てはならない。安全な方法には、太陽像を投影すること、または認証済みの太陽観察用眼鏡や望遠鏡用に設計されたフィルターを使用することが含まれる（天文単位の測定、視差の技法）。

日付、希少性と主な事実

日面通過はまれだが予測可能である。近年の発生は2004年6月8日および2012年6月5日から6日であり、これらは21世紀に起こる唯一の日面通過だった。次の一対は2117年12月と2125年12月に起こる。各日面通過は、教育、歴史を振り返る機会、そして観測技術の較正の機会をもたらす。資料集、一次史料、遠征の記録については、収蔵資料と編集された要約を参照（定義、金星、軌道の詳細、地球・太陽の幾何学、歴史記録、天文学的背景、2012年の放送、AU、視差、クック、エンデバー）。