Die Ergebnisse des Projekts


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Wegen der sehr ungünstigen Wetterbedingungen, besonders in Europa, aber auch in großen Teilen Süd- und Nordamerikas, konnten nicht so viele Teilnehmer wie erhofft den Transit beobachten und mit eigenen Fotos zum Projekt beitragen. Aber die meisten derjenigen, die Bilder hochgeladen haben, die sie nahe bei den vorgeschlagenen Zeitpunkten aufgenommen hatten, haben sich an die vorgeschlagene Methode der Mehrfachbelichtung gehalten, durch die es möglich wird, die Orientierung der Bilder genau zu bestimmen. Dadurch konnte auch auf Bildern, die unter schlechten Sichtbedingungen aufgenommen worden waren, die parallaktische Verschiebung von Merkur relativ zur Sonne sichtbar gemacht werden.

Die besten Ergebnisse einzelner Teilnehmer/Gruppen

Die folgenden Bilder stehen für die besten Ergebnisse derjenigen Teilnehmer, die Reihen von Aufnahmen machen konnten, die sich gut ausrichten ließen. Weitere Ergebnisse sind auf der Seite Erste Ergebnisse zu finden.
Die Bilder in der ersten Spalte sind Originalfotos mit ihrer ursprünglichen Orientierung. Um Merkurs Position vor der Sonne auf einem Foto mit der auf einem Foto vergleichen zu können, das an weit entfernten Orten aufgenommen wurde, müssen beide Bilder genau dieselbe Orientierung haben. In diesem Projekt wurde die Ost-West-Richtung dadurch bestimmt, dass zwei Fotos mit einem gewissen (rechte Spalte).zeitlichen Abstand nacheinander mit festgehaltener aufgenommen wurden (mittlere Spalte). Die erfolgreichen Beobachter konnten eine Überlagerung aus ihren Fotos erstellen, nachdem sie alle eingenordet hatten (rechte Spalte).

	Originalbilder mit ihrer ursprünglichen Orientierung	"Doppelbelichtungen" (überlagerung zweier Fotos)	Selbst hergestellte Transit-Serien
Altenholz, Deutschland Rainer Anton
	14:30 UT	13:48 UT	13:37 - 15:00 UT
Bariloche, Argentinien Guillermo Abramson
	13:14:59 UT	13:14:59+13:15:59 UT	12:45 - 18:00 UT
Leiferde, Deutschland B. Brandt
	12:59:59 UT	12:59:59+13:02:29 UT	12:44:59 - 14:14:58 UT
Medellín, Kolumbien Enrique Torres
	18:00 UT	17:06 UT + 17:09 UT
Rosario SF, Argentinien Aldo Kleiman
	17:00:00 UT	17:00:00+17:02:30 UT	13:00 - 18:00 UT

überlagerung von Einzelaufnahmen und die sich daraus ergebende Sonnenparallaxe

Wenn zwei eingenordete Fotos überlagert werden, die gleichzeitig aufgenommen wurden, zeigt das zusammengesetzte Bild Merkur an zwei etwas unterschiedlichen Positionen relativ zur Sonne. Dieses Phänomen wird dadurch hervorgerufen, dass Merkur und die Sonne verschieden weit von der Erde entfernt sind. Etliche Aufnahmen unserer Teilnehmer haben so gute Qualität, dass sie geeignet sind, diesen sogenannten Parallaxeneffekt von Merkur zu zeigen.


Parallaxeneffekt 13:00 UT Gifhorn, Deutschland - Bariloche, Argentinien gemessen auf diesem kombinierten Bild: π_S=12.9"	Parallaxeneffekt 13:30 UT Bamberg, Deutschland - Rosario SF, Argentinien gemessen auf diesem kombinierten Bild: π_S=13.3"	Parallaxeneffekt 13:30 UT Weimar, Deutschland - Bariloche, Argentinien gemessen auf diesem kombinierten Bild: π_S=11.7"

	Parallaxeffekt 17:00 UT Medellin, Kolumbien - Rosario SF, Argentinien gemessen auf diesem kombinierten Bild: π_S=9.4"

Diese Bilder zeigen den Parallaxeneffekt in der richtigen Größenordnung. Offensichtlich aber streuen die daraus abgeleiteten Messwerte der Sonnenparallaxe stark. Das liegt daran, dass Merkurs Positionen relativ zur Sonne nicht genau gemessen werden können: Weder der Radius der Sonne, noch die Orientierung der Bilder und die Pixelpositionen der Mittelpunkte von Merkur und der Sonne können exakt gemessen werden.

Beobachtungen des Transits durch das Solar Dynamics Observatory (SDO)

Der Einfluss der oben beschriebenen Unsicherheiten ist umso größer, desto kleiner der zu messende Winkel ist, d. h. desto kleiner der Abstand der beiden Beobachtungsorte ist. Aber auf der Erde kann dieser Abstand nicht größer als zwei Erdradien R_E sein. Deshalb waren wir froh, die Transitfotos zu finden, die das Solar Dynamics Observatory (SDO) aufgenommen hatte. Dieses Teleskop umkreist die Erde auf einem geosynchronen Orbit, dessen Radius etwa sechsmal so groß ist wie der Erdradius. Das SDO ermöglichte uns dadurch Parallaxenmessungen mit einer Basislänge von etwa 6R_E.
Auf den SDO-Bildern zeigt die Rotationsachse der Sonne nach oben. Um sie einzunorden, müssen sie also um etwa 22.4° entgegen dem Uhrzeigersinn gedeht werden.


überlagerung der SDO-Bilder, die am nächsten zu den vereinbarten Zeitpunkten aufgenommen wurden	Ausgerichtet auf den Himmelsnordpol und beschränkt auf nur ein Bild pro Zeitpunkt	Ergebnisse der Positionsmessungen, die im Folgenden verwendet werden

Die SDO-Bilder sind für unser Ziel perfekt, da sie nicht durch die Atmosphäre beeinträchtigt sind und ihre Orientierung genau bekannt ist.

Kombination von Merkurpositionen, die auf erdgebundenen Fotos und auf SDO-Bildern gemessen wurden


Gifhorn, Deutschland - SDO 13:30 UT	Bariloche, Argentinien - SDO 14:30 UT

Diese Beispiele von überlagerungen von Fotos unserer Teilnehmer mit solchen des SDO zeigen parallaktische Verschiebungen von Merkur, die viel größer sind als die auf Bildern, die mit "erdgebundenen" Fotos unserer Teilnehmer erzeugt wurden.

Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse, die aus der Kombination vollständiger Serien von Projektfotos mit der entsprechenden SDO-Serie abgeleitet wurden. Dabei sind nicht nur die Unsicherheiten der einzelnen Vergleiche kleiner als bei den erdgebundenen Messungen. Die ganzen Serien ermöglichen darüber hinaus eine statistische Auswertung und eine einfache Abschätzung der Standardabweichung.

Beobachter und ihre Standorte	überlagerung ihrer Serien mit der SDO-Serie	Messergebnisse für die Sonnenparallaxe	Mittelwert der Sonnenparallaxe und seine Standardabweichung (abgeleitet aus den Werten der Linefits)
Altenholz, Deutschland Rainer Anton			π_S = 9.1" ± 0.7"
Bariloche, Argentinien Guillermo Abramson			π_S = 9.0" ± 0.4"
Daytona Beach, Florida, USA Christian Lockwood			(Mit der Bildorientierung vor 16:00 UT war etwas nicht in Ordnung.)
			Beschränkung auf die Messungen nach 16:00 UT führt uns zu π_S = 8.4" ± 0.6"
Gifhorn, Deutschland B. Brandt			π_S = 9.1" ± 0.3"
Medellín, Kolumbien Enrique Torres			π_S = 10.8" ± 0.5"
Rosario SF, Argentinen Aldo Kleiman			π_S = 10.2" ± 0.4"

Schlussbemerkungen

Aus unseren Beobachtungen und ihrer Auswertung ergibt sich, mit nur kleiner Unsicherheit, folgender Messwert für die Sonnenparallaxe: π_S = 9.1". Die mittlere Entfernung d_E zwischen Erde und Sonne beträgt demnach d_S = R_E/π_S = 22700R_E = 145 000 000 km. Natürlich wussten wir das alle schon vor dem Projekt. Aber jetzt wissen wir nicht nur den Zahlenwert, sondern kennen auch eine Methode, ihn selbst zu bestimmen. Und wir haben einen Eindruck von den Schwierigkeiten bekommen, zu einem überzeugenden Ergebnis zu gelangen - selbst mit moderner Kommunikation und Ausrüstung. Die grundlegende Idee, wie Transits ausgenutzt werden können, um die Entfernung zur Sonne zu bestimmen, hatte Edmund Halley während der Beobachtung des Merkurtransits im Jahre 1677. Für die folgenden Generationen erwies es sich jedoch als extrem schwierig, zu einem Ergebnis zu kommen (und eine Einigung über den genauen Zahlenwert zu erzielen). Wir können nun verstehen, warum die Sammlung geeigneter Beobachtungsdaten und die Auswertung der Messungen Jahrzehnte beanspruchte. "Wir stehen auf den Schultern von Riesen."

Einer unserer Teilnehmer, Aldo Kleiman, antwortete auf diese Bemerkungen folgendermaßen: "Der Anblick des Himmels kann voller Schönheit sein, die wissenschaftliche Untersuchung mathematischer Beziehungen vielleicht noch mehr. Zweifellos wohnt auch dem Internetprojekt "Der Merkurtransit 2019" Schönheit inne." (Danke!) "Ich warte noch auf den Abschlussbericht."

Hier ist er!

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