Bolygóátvonulás az a csillagászati esemény, amikor a Naprendszer valamelyik belső bolygója – azaz a Merkúr vagy a Vénusz – a Földről nézve elhalad a Nap korongja előtt.
Magyarázata
Átvonulás akkor történik, amikor egy égitest a megfigyelő irányából nézve látszólag egy másik égitest elé kerül, és elhalad előtte. A Föld és a Nap közé csak azok a bolygók kerülhetnek, amelyek a Földnél (a megfigyelő helyénél) közelebb keringenek a Naphoz, ezt a feltételt csak a Merkúr és a Vénusz teljesíti. A Naprendszer bolygói megközelítőleg azonos síkban keringenek a Nap körül, és a pályák egymás köré rajzolható körökre hasonlítanak. Kepler III. törvénye értelmében a naphoz közelebb keringő égitest mindig hamarabb tesz meg egy kört, mint egy külsőbb pályán mozgó társa, így minden bolygóra elmondható, hogy a nála kisebb átmérőjű pályán keringő többi bolygó rendszeresen elhalad közte és a Nap között.
thumb|200px|A két bolygó síkjának metszésvonala kijelöli a pályák csomóit. Kattintson a képre! A Vénusz átmérője nagyobb a Merkúrénál és az átvonuláskor a tőlünk mért távolsága kisebb, ezért a Vénusz-átvonulások kapják a nagyobb figyelmet. A Vénusz 225 nap alatt jár be egy kört a Nap körül, de eközben a Föld is hosszú utat tesz meg, így végeredményként a Vénusz 584 naponként halad el a Nap és a Föld között. Ám nem pontosan közöttük. A Vénusz pályájának a síkja ugyanis kicsit ferde a Föld pályasíkjához képest. A bezárt szög csak 3,4 fok, de ez bőségesen elegendő ahhoz, hogy számos találkozáskor a Vénusz a Földről nézve valamivel a napkorong alatt vagy felett haladjon el, a vakító napfény miatt gyakorlatilag láthatatlanul.
A két bolygó pályája, ha oldalról nézzük őket, két ponton metszi egymást; valójában a bolygó ellipszispályája két ponton döfi át a földpálya, más néven az ekliptika síkját. Ezt a két pontot a bolygópálya csomóinak hívják. Ha a bolygó alsó együttállása, azaz a bolygó és a Föld "találkozása"a Vénusz távolsága ilyenkor mintegy 43 millió kilométer, kb. 110-szerese a Föld-Hold távolságnak a csomóktól távol következik be, akkor az égbolton csupán 0,5 fok átmérőjűnek látszó napkorongot az áthaladás elkerüli. Csak ha a két bolygó együttállására ezeknek a csomóknak a közelében kerül sor, akkor jön létre az a helyzet, hogy a három égitest nem csak "felülről" (a pályák síkjára merőleges irányból) nézve, hanem "oldalról", a Föld felől nézve is szinte egyvonalba kerül. Persze ez a helyzet csak időleges, a bolygó korongja néhány óra alatt megtorpanás nélkül áthalad a napkorong előtt, kelet–nyugat irányban, ahogy "leelőzi" a Földet.
thumbnail|200px|jobbra|A Vénusz a Nap előtt 2004-ben Minden bolygópálya csomói lassan elfordulnak az ekliptika síkján a Nap körül, de ez a mozgás annyira lassú, hogy a Föld a keringése során még sokáig majdnem ugyanott, azaz azonos időkben érkezik el ezekhez a csomókhoz.
Pontatlan az a szóhasználat, amely szerint ilyenkor az égitest "árnyékát" látjuk a Napon, hiszen a Nap maga a fényforrás. A bolygó a Földre vetne árnyékot, amit például egy űrállomásról láthatnánk, de mivel a napkorongon az égitest sziluettje nagyon kicsi, nem figyelhető meg semmi olyan árnyék, mint amit egy napfogyatkozáskor látni lehet.
Kontaktusok
160px|jobbra A jelenségnek négy kiemelkedő pillanata van, a négy kontaktus. Az ábrán látható, hogy ezek azok a pillanatok, amikor egy bolygó korongja kívülről vagy belülről éppen érinti a napkorong határát. Az ábrán – amely a 2004. június 8-i Vénusz-átvonulást ábrázolja – a kontaktusok balról jobbra következnek.
Az első érintés pontos pillanatát megfigyelni különleges műszerek nélkül lehetetlen. A Naphoz közeledő bolygókorong az ellenfényben teljesen láthatatlan, és csak akkor lesz észrevehető, amikor már "beleharap" a napkorongba. Ez viszont már az első kontaktus után lesz, bármilyen éles szemmel is figyeljük. Az első képen (lent), ha teljes méretben nézzük, épphogy látható a Vénusz széle, mégis az első kontaktus után járunk már.
A második kép a látható fény helyett a Nap röntgensugárzását érzékelő kamerával készült. (A GOES 15 műhold Solar X-ray Imager kamerájával.) Ezen jól látható az erős röntgensugárzású napkorona, amelyet egyébként csak teljes napfogyatkozások idején szoktunk megpillantani. A Vénusz már jól látszik a korona előtt, így ilyen képet figyelve már pontosan előrejelezhető, megállapítható lehet az első kontaktus pillanata.
300px|első kontaktus után 224px|röntgen-fényben
A fekete csepp 160px|jobbraA feketecsepp-jelenség egy optikai csalódás, amelyről először az 1761. június 6-i Vénusz-átvonulás alkalmából találunk említést. Ez kétszer is, a 2. és a 3. kontaktus idején látható. Az történik, hogy amikor a bolygó korongja (már, illetve még) nem érinti a napkorong szélét, de nagyon közel van hozzá, akkor a bolygó sziluettje és a sötét külső terület között egy kis sötét "híd" jelenik meg, néhány másodpercig, kicsit cseppszerűvé torzítva a kis korongot. (Lásd például ezen a képsorozatonObserving the Venus Transit 2004 (ESO)].) Emlékeztet a látvány arra, amikor valami apró tárggyal épphogy megérintjük egy pohár víz felszínét, és a víz felületi feszültsége miatt a sima felület a tárgy felé hajlik, hozzátapad. Valójában persze semmiféle tapadás szóba sem jöhet, a Merkúrt 50, a Vénuszt 90 millió kilométer választja el a Naptól, a két korong találkozása csakis a megfigyelők mindenkori helyéről látható, és itt csak a nagy és a kis korong között leheletvékonyra csökkent fényes vonal egyenetlen érzékelése kelti ezt az csepp-érzetet. Kipróbálhatjuk ugyanezt magunk is úgy, hogy egy lámpa erős ellenfényében két ujjunkat egymáshoz közelítjük, és még mielőtt valóban összeérnének, látszólag már összeolvad a két kontúr. A jelenség csak viszonylag kis nagyítású távcsőben tűnik fel, az erősebb nagyítás pontossága már megszünteti ezt az érzékcsalódást. Az érdekességnek a csillagászok egyáltalán nem örültek, mert megnehezítette a kontaktusok pillanatának pontos megállapítását.
Az átvonulások hatásai
Az asztrológia művelői nagy jelentőséget tulajdonítanak az együttállásoknak, és állításaik szerint az ilyen események befolyásolják az emberi sorsot és a mindennapok alakulását.
A fizika tudósai a négyféle kölcsönhatás változásának egyikét sem tartják érdemlegesnek. Az ún. gyenge és erős kölcsönhatásoknak csak elméleti vizsgálata is ilyen távolságból egyszerűen értelmetlen volna.
Annak, hogy egy bolygó a Nap előtt halad el, az elektromágneses sugárzások terén sem ismert semmi műszerekkel mérhető olyan változása, amely a földi környezetre hatást gyakorolhatna. Természetesen van változás, hiszen a bolygó tömege a rádiósugárzástól a röntgensugárzásig mindenféle elektromágneses hullámot elnyel, ennek következtében például a Nap fényereje, és más sugárzástartományban mérhető összintenzitása is csökken. A két belső bolygó közül a nagyobb kitakarást a Vénusz korongja eredményezi. A Vénusz látszó átmérője kb. 1/31-e a Nap átmérőjének, ebből a folt nagysága 961-szer kisebbnek adódik. Azt kaptuk tehát, hogy az átvonulás ideje alatt a Nap fényereje 100%-ról 99,9%-ra csökken. Nem lehet kétséges, hogy ez a változás műszerek nélkül észlelhetetlen.
Érdekes elméleti lehetőség, hogy a bolygó tömegének gravitációs mikrolencse-hatása a Nap fényét fókuszálva juttatja el hozzánk. Nem rendelkezünk forrással arról, hogy a Merkúr és a Vénusz esetében ez a lencsehatás milyen mértékű eltérítésre lehet képes, de ha az egyáltalán mérhető, akkor is csak a korong által kitakart területről juttathatna el fényt a Földre, tehát csökkentené az átvonulás okozta fényerőváltozást. Ám e tekintetben még a Vénusz tömege is olyan jelentéktelenül kicsi, hogy a lencsehatás fényeltérítő hatása a Föld és a belső bolygók közötti mindössze 85, illetve 43 millió kilométeren biztosan alatta marad az elképzelhető legfinomabb mérésekkel észlelhetőnek is.
A negyedik kölcsönhatás a tömegvonzás. A bolygókra kiszámított adatokból láthatjuk, hogy a Vénusz ránk gyakorolt tömegvonzása az átvonulás idején mintegy 1/20000 része a Napénak, a Merkúr esetében ez az arány ennél is százszor kisebb. Ennek értékeléséhez figyelembe kell vennünk azt is, hogy ha a bolygó útja csak fél fokkal alacsonyabban vagy magasabban vezet el, már biztosan elmarad az átvonulás, mivel a napkorong átmérője csak ennyi. Így viszont kijelenthető, hogy a gravitációs hatás vonatkozásában nincs gyakorlati különbség aközött, hogy a bolygó a Földről nézve a napkorong elé kerül vagy láthatatlanul maradva a napkorong alatt vagy fölött halad el, márpedig az utóbbi a Merkúr esetében évente háromszor, a Vénusz esetében pedig másfél évente lezajlik.
A fentiek szerint tehát magának az átvonulásnak nem lehet érdemleges fizikai jelentőséget tulajdonítani. Ennél sokkal nagyobb az érzelmi hatása, az ember számára különleges élmény egy ritka csillagászati jelenség látványa, amely során egy kicsit érzékelhetővé válik a Naprendszer működése és mérete.
Merkúr-átvonulás
right|thumb|200px|A Merkúr átvonulása 2006. november 8-án a 921-es, 922-es és 923-as számú napfolttal right|thumb|200px|A Merkúrról 2006. november 9-én készített közeli felvétel
A Földről vizsgálva sokkal gyakrabban lehet megfigyelni a Merkúr átvonulását, mint a Vénuszét. Előbbiből 100 év alatt 13-14 is előfordulhat. Ennek az az oka, hogy a Merkúr pályája közelebb van a Naphoz, és a pályáját sokkal rövidebb idő alatt képes megtenni. Legutóbb erre 2006. november 8-án került sor, legjobban Hawaiiról lehetett megfigyelni.
A Merkúr átvonulására májusban vagy októberben kerülhet sor. A májusi átvonulásra 7, 13 vagy 33 éves időszakonként kerül sor, míg az októberi átvonulást 13 vagy 33 évenként lehet megfigyelni. A három legutóbbira 1999-ben, 2003-ban, 2006-ban és 2016-ban került sor.
A májusi átvonuláskor a Merkúr az aphéliumhoz van közel, ekkor a látott térből elfoglalt területe 12" (ívmásodperc); a novemberi átvonuláskor a perihélion közelében ugyanez az érték 10". A viszonylag nagy eltérés oka a Merkúr pályájának elliptikus alakja.
A Merkúr súrlódó átvonulásai Több alkalommal a Merkúr csak súrolja a Napot, Ezekben az esetekben előfordulhat, hogy a Föld egyes részein teljes átvonulást figyelnek meg, míg más területeken csak részleges átvonulást látnak. (Ilyenkor nincs második és harmadik kontaktus.) Legutóbb 1999. november 15-én, ezt megelőzően 1743. október 28-án volt erre példa. 2391. május 11-én lesz.
Az is lehetséges, hogy a Merkúr átvonulását a Föld egyes területein részlegesen érzékelik, egy másik részéről figyelve azonban kikerüli a bolygó a Napot. Ilyen átvonulás legutóbb 1937. május 11-én, azt megelőzően pedig 1342. október 21-én történt, legközelebb pedig 2608. október 21-én lehet ilyet tapasztalni.
Vénusz-átvonulás
200px|jobbra|magyarázat a szövegben