Comptes Rendus
The Lomonossov arc: refraction and scattering in Venus atmosphere during solar transits
Comptes Rendus. Physique, Volume 23 (2022) no. S1, pp. 243-268.

The main observations of 1761 by M. Lomonossov and those that followed are recalled by extending the discussion to other remarkable visual observations of the passages, then with more and more powerful imagers producing images in profusion. The modern treatment of parasitic effects is briefly recalled by focusing on the expert observation of 1761 which has recently been widely commented on and criticized. It included a spurious effect called the “black drop effect”. The shell or aureole or atmospheric ring of Venus observed outside the solar disk is considered with reference to the today parameters of the Venus atmosphere. The contacts during the transit are discussed taking into account effects of scattering, absorption, and the dominant effects of the refraction at the small angular distances found to be comparable to a fraction of the angular dimension of the planet. Modern observations of the 2004 and the 2012 transit are tentatively discussed to elucidate what is the arc of Lomonossov.

Lors du transit — ou passage — du 6 juin 1761 de la planète Vénus devant le Soleil, Mikhail Lomonossov annonça la mise en évidence par l’observation d’une atmosphère plutôt épaisse autour de la planète ; l’interprétation s’est avérée correcte : effets de la réfraction des rayons solaires sensiblement déviés autour de la planète durant les passages au bord solaire en projection sur le ciel et convergents. L’interprétation de Lomonossov est loin d’être évidente, surtout pour l’époque, et l’annonce doit être en fait replacée dans un contexte historique. Les principales observations de 1761 et celles qui ont suivi sont rappelées en étendant la discussion sur d’autres observations visuelles remarquables des passages, puis avec des imageurs de plus en plus performants produisant des images à profusion, tout en maintenant une certaine confusion. Le traitement moderne de ces effets, qui sont certes plus facilement observés dans le contexte des éclipses de Lune, est brièvement rappelé en se concentrant sur l’expertise de l’observation de 1761 qui a été récemment largement commentée et critiquée, y compris en ce qui concerne un effet parasite appelé «  effet de la goutte noire  » et produit par le manque de résolution. L’enveloppe, ou auréole ou anneau atmosphérique, de Vénus est également observée en dehors du disque solaire, c’est-à-dire pour des rayons divergents issus du Soleil. Le phénomène de diffusion Mie vers l’avant par les aérosols de la haute atmosphère de Vénus peut donc également être appréhendé lors des conjonctions inférieures. Au niveau des contacts durant le transit ces effets de diffusion peuvent s’ajouter aux effets évidemment dominants de la réfraction aux petites distances angulaires qui sont comparables à une fraction de la dimension angulaire de la planète, sans compter les phénomènes adverses d’absorption sensibles plutôt dans l’infrarouge. Cet aspect peut être fondamental dans le contexte de la recherche des signatures d’atmosphères lors des passages d’exoplanètes de type Terre, avec atmosphères, devant leur étoile parente, ce qui renforce l’importance de bien comprendre les différentes signatures relevées à l’occasion des très rares transits de Vénus devant le Soleil.

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DOI: 10.5802/crphys.121
Keywords: Venus, Transit, Refraction effect, Atmosphere, Lomonossov arc
Mot clés : Transit, Venus, Atmosphères, Réfraction, Lomonossov
Serge Koutchmy 1

1 Institut d’Astrophysique de Paris (IAP), CNRS and Sorbonne Université, 98 Bis Boulevard Arago, Paris F-75014, France
License: CC-BY 4.0
Copyrights: The authors retain unrestricted copyrights and publishing rights
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Serge Koutchmy. The Lomonossov arc: refraction and scattering in Venus atmosphere during solar transits. Comptes Rendus. Physique, Volume 23 (2022) no. S1, pp. 243-268. doi : 10.5802/crphys.121. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.5802/crphys.121/

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