1639年の金星の太陽面通過

金星の太陽面通過の最初の観測と記録は、1639年にイギリスの天文学者ジェレマイア・ホロックスと彼の友人であり文通相手でもあるウィリアム・クラブツリーによって行われた。^{[ 1 ]}二人は その年の12月4日（当時イギリスで使用されていたユリウス暦 では11月24日）にそれぞれ独立して観測を行った。ホロックスは当時ランカシャー州マック・フール村にあったカー・ハウスから、クラブツリーはマンチェスター近郊のブロートンにある自宅から観測を行った。

ヨハネス・ケプラーの新しい天文学の信奉者であった友人同士のホロックスとクラブツリーは、独学で数学を習得した天文学者であり、観測と測定によってケプラーのルドルフ表を体系的に修正・改良することに尽力した。1639年、ホロックスは金星の太陽面通過が間近に迫っていることに気づいた唯一の天文学者であり、他の人々はホロックスの報告が広まった後に初めてその存在を知った。二人は観測から5年以内に亡くなったが、彼らの画期的な研究は太陽系の大きさを確立する上で大きな影響を与えた。この功績やその他の業績により、ホロックスとクラブツリーは、通信相手のウィリアム・ガスコインとともに、イギリスの研究天文学の創始者とみなされている。

17世紀までに、望遠鏡とヨハネス・ケプラーによる新しい天文学という2つの発展により、惑星が太陽面を通過する現象を予測し観測することが可能になった。この天文学は、惑星の軌道が円ではなく楕円であると仮定した。^{[ 1 ]}

1627年、ケプラーはルドルフ表を出版した。2年後、彼は小冊子『1631年の珍しい現象について』の中で表からの抜粋を発表し、その中には1631年の水星の太陽面通過と1631年および1761年の金星の太陽面通過に関する天文学者への警告（admonitio ad astronomos ）が含まれていた。水星の太陽面通過は予測通りに起こり、インスブルックのヨハン・バプティスト・シサット、ルーファックのヨハネス・レムス・クイエタヌス^{[ 2 ]}、パリのピエール・ガッサンディによって観測され、ケプラーのアプローチ^{[ 1 ]}を正当化したが、彼らの観測は水星が予想よりもはるかに小さいことが示されたため、太陽系に関するそれまでの理論に疑問を投げかけた^{[ 3 ] 。}

ケプラーの計算では、1631 年の金星の太陽面通過はアメリカ大陸から最もよく見えると示されていたが、彼は自分の予測に完全には自信がなく、ヨーロッパの天文学者はこの現象を観測する準備をすべきだと助言した。^{[ 2 ]}ガッサンディとヨーロッパの他の天文学者はそれを観測したが、予測どおり、太陽面通過の間、太陽は地平線の下にあった。^{[ 4 ] [ 5 ]}現代の計算によれば、イタリアの大部分と東地中海沿岸の観測者は太陽面通過の最後の段階を見ることができたはずであるが、そのような観測は記録されていない。^{[ 2 ]}ケプラーは 1639 年の金星の太陽面通過がニアミスすると予測しており^{[注 1 ]}、次の完全な太陽面通過は 121 年後になると予想されていたため、ガッサンディと他の天文学者は他の地域に努力を集中した。^{[ 5 ]}

ウィリアム・クラブツリー

ウィリアム・クラブツリー（1610年 - 1644年）は、マンチェスター近郊のブロートン町にあるブロートン・スパウトという小さな集落（現在はサルフォードの一部）出身の布商人でした。裕福なランカシャーの農夫ジョン・クラブツリーとイザベル・クラブツリー（旧姓ペンドルトン）の息子である彼は、当時カレッジ教会と現在のチェサム音楽学校の間に位置していたマンチェスター・グラマー・スクールで教育を受けました^{[ 13 ]}。彼はマンチェスターで働き、裕福な家庭に嫁ぎ、余暇には数学と天文学を学びました。彼は惑星の動きを注意深く測定し、精密な天文学的計算を行い、既存のルドルフ表をより正確に書き直しました。彼はホロックス、他の二人の若い天文学者ウィリアム・ガスコインとクリストファー・タウンリー、そしてロンドンのグレシャム・カレッジの天文学教授でエマニュエル・カレッジの卒業生であるサミュエル・フォスターと活発な文通を続けていたが、その多くは今では失われている。 [ ^{14 ]ホロックス}とクラブツリーが実際に会ったことがあるかどうかは不明だが、1636年から彼らは定期的に文通しており、ヨハネス・ケプラーの研究に対する共通の関心から、ウィリアム・ガスコインとともに自分たちをnos Keplari（我々ケプラー主義者）と呼んでいた。^{[ 15 ]}  

クラブツリーの観測によって、ケプラーのルドルフ表には誤りがあるものの、一般的に使用されていたランスバーグの表よりも優れていると確信した彼は、ケプラーの新しい天文学の最初の信奉者の一人となった。1637年までに、彼はホロックスにケプラーのシステムの優位性を納得させ、二人は自分たちの惑星観測を用いてケプラーの表に多くの修正を加え、クラブツリーはそれを十進法に変換した。^{[ 14 ]}

ホロックスは、この稀な惑星の合が激しい天候を引き起こすと考え、天候が通過に不利になることを懸念していた。

曇天の可能性は私を大いに不安にさせた。というのも、木星と水星が金星とほぼ同時に太陽と合になっていたからである。この惑星の驚くべき集まり（まるで私たちと共に天の驚異を目の当たりにし、その光景の壮麗さを増そうとしているかのようだった）は、非常に厳しい天候を予兆しているように思われた。太陽との合は必ず嵐や暴風雨を伴う水星は、特に恐れるべき存在だった。この点に関しては、経験によって裏付けられている占星術師たちの意見に私も同意する。しかし、他の点においては、彼らの幼稚な虚栄心を軽蔑せずにはいられない。

11月23日の正午頃、ホロックスは部屋を暗くし、窓から差し込む太陽光線を紙に集めて、安全に画像を観察できるようにした。マック・フール（緯度は53°35'と彼が判断した）の彼の位置では、金星の太陽面通過は 24日日曜日の午後3時頃に始まるはずだと計算したが、計算が不正確だと判明した場合にこの出来事を見逃すかもしれないと恐れて、前日から観測を開始した。^{[ 19 ]}日曜日、日の出とともに観測を開始したが、天気は曇りだった。しかし、彼は午後3時15分頃に金星の小さな黒い影が太陽を横切るのを初めて見て、午後 3時53分の日没まで30分間観測を続けた。^{[ 18 ]} 

観測の時間が近づくと、私はアパートに戻り、光を遮るために窓を閉め、あらかじめ焦点を合わせていた望遠鏡を開口部を通して太陽に向け、直角に太陽の光線を紙に受けました 。24日には日の出から9時まで、10時少し前から正午まで、そして午後1時まで注意深く観察しました。その間、これらの趣味のために適切に無視できないほど重要な用事に呼び出されました 。午後3時15分頃、再び作業を続けることができるようになったとき、雲はまるで神の介入のように完全に消え去りました。 そして私は、私の楽観的な願いであった、非常に心地よい光景を目にしました。それは、すでに太陽の円盤の左側に完全に入り込んでいた、並外れた大きさで完全な円形の斑点でした。 これが本当に惑星の影であると疑うことなく、私はすぐに熱心にそれを観察することに専念しました 。金星はしばらくの間円盤上に留まっていましたが。数時間の間、太陽が非常に速く沈むため、彼女は30分以上私の視界に入りませんでした ...傾きは、私が最高の精度を達成できなかった唯一の点でした。太陽の動きが速いため、1度単位で確実に観測することが困難だったからです ...しかし、それ以外のすべては十分に正確で、私が望む限り正確です。

クラブツリーは同様の装置を使って観測を行ったが、ブロートンは曇っていたため測定を行う時間が足りず、金星の太陽面通過を短時間しか見ることができなかった。ホロックスによれば、「彼は熟考に没頭し、喜びのあまり自分の感覚をほとんど信じられず、しばらくの間そこに立っていた …しばらくすると、雲が再び太陽面を覆い隠したため、金星が確かに太陽面上にあること以外は何も観察できなかった。」^{[ 3 ]} その後、彼は金星が太陽面を横切ったときの「非常に素早いスケッチ」を描き、クラブツリーは金星の角の大きさを1分 3秒と推定した。これは実際の大きさから1秒角以内の精度であった。ホロックスの推定値1分 12秒はそれほど正確ではなかった。^{[ 1 ]}

ケプラーは、惑星間の距離が太陽からの距離に比例して増加することを発見し、このことから宇宙は神の調和によって創造され、惑星の大きさも同様に増加すると仮定しました。彼は1618年に「大きさのオーダーが天球のオーダーと同じであることほど自然に調和するものはない」と書いています。^{[ 20 ]}ホロックスによる金星の測定と、ケプラーとガッサンディによるいくつかの誤った測定がこれを裏付けているように見えたとき、ホロックスは暫定的に^{[注4 ]}、火星を除くすべての惑星は太陽から見たときの角の大きさが同じで、28秒角であるという法則を提案しました。これは、惑星の大きさについてケプラーが立てた仮定が正しいことを意味し、ホロックスは各惑星と太陽の間の距離がその半径の約15,000倍であるという誤った結論に至りました。こうして彼は地球から太陽までの平均距離を約6000 万マイル（9700 万km）と推定し、太陽系は従来考えられていたよりも10倍大きいことを示唆した。^{[ 15 ] [ 20 ]}彼の数値は、今日知られている天文単位 の9300万マイル（1億5000 万km）よりはるかに小さいが、誤った前提に基づいているにもかかわらず、それまでに示唆されたどの数値よりも正確であった。

1640年までに、ヨークシャーの天文学者ウィリアム・ガスコインは望遠鏡用のレチクルとマイクロメーターを開発しており、どちらもホロックスにとって非常に貴重なものであっただろう。ガスコインはそれらをクラブツリーに見せ、クラブツリーはホロックスにそのことを伝え、ガスコインに次のように報告した。「私の友人ホロックス氏は、私が彼に与えたちょっとした触れ合いが、彼の心を完全に奪い去り、彼を感嘆と驚愕の間の恍惚状態に陥れたと公言しています。先生、どうか、あなたが始めた驚異を完成させるためのあなたの意図を緩めないでください。」^{[ 21 ]}

ホロックスは、自身の観察に基づいてラテン語の論文「Venus in sole visa（太陽に映る金星）」の草稿をいくつか作成し、おそらく出版するつもりだったと思われるが、1641年1月3日に原因不明で急死し、享年22歳であった。^{[ 3 ]}

『Venus in Sole Visa』の草稿の一部は、ホロックスの3年後の1644年に亡くなったクラブツリーによって保管されていた。彼らのもう一人の通信相手であるウィリアム・ガスコインは、同年マーストン・ムーアの戦いで戦死した。ホロックスの文書は、彼の家族のもとに短期間保管されていた。一部はイングランド内戦中に焼失し、一部は兄弟のジョナスによってアイルランドに持ち去られ、二度と見つからなかった。また、一部は古物研究家で天文学者のクリストファー・タウンリーのコレクションに渡り、17世紀半ばに天文学に関する3冊の本を書いたジェレミー・シェイカーリーが参考にした。^{[ 3 ]}その他は1666年のロンドン大火で焼失した。これらの原稿は1650年代後半から広く流通していたが、長年出版されることはなかった。^{[ 7 ]}

チャールズ2世の戴冠式は、水星が太陽面を通過する日である1661年4月23日（新暦では5月3日）に行われた。オランダの天文学者クリスティアーン・ホイヘンスは戴冠式に出席し、その際に、1659年にジョン・ワーシントン（ケンブリッジ大学ジーザス・カレッジの学長で、エマニュエル・カレッジの卒業生であり、ホロックスと同時代人）によって発見されたホロックスの原稿^{[ 3 ]}と、クラブツリーとの書簡の断片^{[ 1 ] [ 17 ]}について耳にした。ホイヘンスは著名なポーランドの天文学者ヨハネス・ヘヴェリウスを知っており、彼に原稿のコピーを贈った。ヘヴェリウスは、1662年に出版された水星の太陽面通過に関する報告書『Mercurius in sole visus Gedani』にこの原稿を付録として添えた。 ^{[ 1 ]}ヘヴェリウスによる『Venus in Sole Visa』の出版は、新しく設立された王立協会に大きな衝撃を与えた。イギリス人によるこのような優雅で重要な論文が、長らく自国で無視されてきたことが分かったからである。エマニュエル・カレッジでホロックスの友人であり、協会の創設メンバーであり指導者でもあった数学者のジョン・ウォリスは、次のように書いて会員たちの見解を要約した。

この貴重な観測結果が、お金をかけずに入手でき、優雅に記述され、出版用に準備されていたにもかかわらず、22年間も放置されていたこと、そして、その父の死後、これほど素晴らしい成果を引き継ぎ、天文学にとってこれほど重要な論文を世に出し、我が国の名誉と人類の利益のためにこの著作を保存してくれる人が見つからなかったことは、私には不満を抱かずにはいられません。^{[ 23 ]}

王立協会は、1672年から1673年にかけて、ホロックスの残りの作品のほとんどを『Jeremiae Horroccii Opera Posthuma』として出版する責任を引き受けた。^{[ 7 ]}

この太陽面通過の記録は、多くの人々にイギリスにおける近代天文学の誕生と見なされている。^{[ 21 ]}ジョン・フラムスティードは後に、ホロックス、クラブツリー、ガスコインをイギリスの研究天文学の創始者であり、ガリレオとケプラーの知的後継者と見なしたと述べ^{[ 21 ]}、3枚のフォリオ判の著書『Historia Coelestis Britannica』（1745年）を、1638年から1643年の間に彼らが書いた手紙と観測記録の5ページを印刷することから始めた。 ^{[ 21 ]}

19世紀には、ホロックスとクラブツリーの業績に対する関心が再び高まった。ラテン語から『ヴィーナス・イン・ソレ・ヴィス』を翻訳したA・B・ワットン牧師は、ホロックスの「これらの装飾的な活動のために、適切に怠ることのできない、極めて重要な仕事」というコメントは、副牧師の職務を指しているに違いないと推測したが、実際には、家庭教師としての職務、あるいは単に教会に出席することだった可能性の方が高いと思われる。^{[ 3 ]}貧しい副牧師という概念は広く受け入れられ、1874年には、多くのロビー活動の後、アイザック・ニュートンの記念碑の向かい側のウェストミンスター寺院に、次のような記念碑が設置された。

ランカシャー州フールの副牧師、ジェレマイア・ホロックスの追悼碑。彼は1641年1月3日、22歳前後で亡くなった。

短い生涯の中で、木星と土星の平均運動の大きな不等性を発見し、月の軌道が楕円であることを発見し、月の近点運動を決定し、月の公転と金星の物理的原因を示唆しました。金星は、彼自身と友人のウィリアム・クラブツリーが1639年11月24日（OS）日曜日に観測しました。ニュートンの記念碑に面したこの銘板は、2世紀以上経過した後に1874年12月9日に設置されました。^{[ 3 ]}

1848年から1881年までフールの聖ミカエル教会の牧師を務めたロバート・ブリッケル牧師は、ランカシャー、オックスフォード、ケンブリッジで一般からの寄付によって資金を集め、教会に「ホロックス礼拝堂」と名付けられる新しい内陣と聖域を建設するための資金を調達した。内陣は1824年までに完成し、聖域は1858年までに完成した。聖具室は1998年から1999年にかけて拡張され、北壁の最初の窓は元々1872年に設置されたもので、1874年と2004年の金星の太陽面通過を記念するステンドグラスの円形装飾が施されている。また、ホロックスを記念する大理石の銘板もある。教会の時計は、ホロックスを記念して教区民から寄贈されたもので、1859年に設置された。 1875年に設置された日時計には、ホロックスの「Sine Sole Sileo」という引用句が刻まれており、「太陽がなければ私は沈黙する」という意味である。^{[ 24 ]}

1903年、画家フォード・マドックス・ブラウンは、マンチェスター市庁舎のために「マンチェスター壁画」として知られる壁画の制作を依頼された。 1639年の金星の太陽面通過を観察するクラブツリーと題された絵画は、クラブツリーによるこの出来事の観察をロマンチックに描いたものである。^{[ 21 ]}

2004年6月9日、ホロックスの予測どおり21世紀の金星の太陽面通過の1回目 が起こった翌日、クラブツリー・クロフトの北の境界を示すロウアー・ブロートン・ロードとプライオリー・グローブの交差点に、ウィリアム・クラブツリーを記念する通り名プレートが除幕された。^{[ 25 ]} 2005年12月には、クラブツリーがホロックスと共同研究していた当時、クラブツリーと彼の家族が住んでいたとされるロウアー・ブロートン・ロードのアイビー・コテージ近くの数ヤード先に記念銘板が除幕された。^{[ 25 ]} 2回目の太陽面通過は2012年6月5日と6日に起こり、マック・フールの教会で祝賀会が開かれ、NASAのウェブサイトで世界中に生中継された。^{[ 26 ]}また、ブロートンにあるクラブツリーの旧宅でも祝賀会が開かれ、NASAはフォード・マドックス・ブラウンの壁画に触発されたアイビー・コテージでの観測の再現を何百万人もの視聴者に向けて放送し、ハワイからの通過のライブ映像を家の側面に投影した。^{[ 27 ]}