Til hovedsiden
    

   
    Bli medlem
    Siste nytt
    Artikler
    Bildeserier
    Temasider
    Bildearkiv
    Foredrag
    Effekter til salgs
    Lenker
    Spørsmål og svar
    Spør oss
    Prosjektoppgave
    Om oss
    NAF på Facebook
    Kontakt oss
    Nettstedskart
    Hovedsiden
Trykk for å lese mer om sitatet
 

Oppdagelsen av Neptun

Av Erik Tronstad

 

Artikkel publisert i Nytt om Romfart, 20. årgang, nummer 73, januar-mars 1990, sidene 3-5 av Norsk Astronautisk Forening/www.romfart.no.

Skriv ut

Tips bekjent

 

I tillegg til Jorden har menneskene alltid kjent til de seks planetene Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturn. Alle disse er nemlig lett synlige for det blotte øye til ulike tider. Få hadde i det hele tatt tenkt på muligheten for at det kunne finnes andre planeter i Solsystemet, før den berømte tysk-engelske astronomen William Herschel i 1781 oppdaget Uranus. Kanskje hadde det sammenheng med at syv ble ansett for å være et magisk tall, og at man derfor fant det helt naturlig at det skulle være syv planeter.

Ganske snart viste det seg imidlertid å være visse problemer med Uranus, idet dens bane ikke var slik den skulle være ifølge Newtons lover. Alt i 1824 foreslo den tyske astronomen og matematikeren Friedrich Wilhelm Bessel at årsaken til uregelmessighetene måtte være gravitasjonsfeltet fra en da ukjent planet.

Omtrent 20 år senere gikk to unge matematikere, uavhengig av og uten å vite om hverandre, løs på problemet. De to var engelskmannen John Couch Adams og franskmannen Urbain Jean Joseph Le Verrier.

Adams var født i 1819 og ble uteksaminert fra Cambridge University i 1843 med et fremragende resultat. Mens han ennå var student, gjorde han i juli 1841 et notat i sin arbeidsbok om at han skulle gå løs på problemet med Uranus' bevegelse så fort han var ferdig med studiene. Det gjorde han også, og var for det meste ferdig med beregningene sine i oktober 1843.

Under arbeidets gang diskuterte Adams det med James Challis, som var professor i astronomi ved Cambridge University. Challis var også en nytting kontakt å ha for Adams. I februar 1844 skrev for eksempel Challis til George Airy, som da var Astronomer Royal, og ba om noen opplysninger for «sin unge venn Adams» som arbeidet på problemet om Uranus' bevegelse. Airy sendte dataene to dager senere, og Challis ga dem videre til Adams.

Ved midten av 1845 var Adams kommet fram til en omtrentlig posisjon for den nye planeten, og nok en gang skrev Challis til Airy. I brevet, som var datert 22. september, sendte Challis med all informasjon fra Adams beregninger.

Airy svarte 5. november der han uttrykte en viss interesse, men hadde et teknisk spørsmål om beregningene. Adams tolket spørsmålet som manglende forståelse for problemet som helhet, og sendte ikke Airy noe svar. Derfor ble det ikke gjort noe mer med saken verken av Adams eller Airy.

Uten at Adams visste om det, hadde Le Verrier (som var født i 1811) samtidig gått i gang med tilsvarende beregninger. Initiativet til beregningene var blitt tatt av Frankrikes ledende astronom den gang, Francois Arago, som hadde bedt Le Verrier gå i gang med dem.

I 1845 publiserte Le Verrier et notat om arbeidet sitt i en rapport fra Vitenskapsakademiet i Paris. Airy mottok en kopi i desember samme år, og fikk i juni 1846 kopi av ytterligere et notat fra Le Verriers hånd om samme problem. Le Verriers posisjon for den nye planeten avvek fra Adams' med bare omtrent 1 grad. Nå fikk omsider Airy fart på seg.

Han sendte et brev til Le Verrier, der han uheldigvis unngikk å nevne beregningene til Adams, og stilte Le Verrier det samme tekniske spørsmålet som han (Airy) hadde stilt Adams. I motsetning til Adams, sendte Le Verrier prompte et svar som var klart, konsist og overbevisende. De motforestillingene Airy til da hadde hatt, forsvant som dugg for solen. Han innså raskt at man umiddelbart måtte begynne å lete etter den nye planeten om England skulle få æren for oppdagelsen av den.

Istedenfor selv å organisere en leteaksjon fra Greenwich-observatoriet, der han jo var direktør, skrev Airy 9. juli 1846 til Challis og ba ham gå i gang med å lete etter den nye planeten. Mens det største instrumentet i Greenwich var Sheepshanks-refraktoren med en diameter på bare 17 cm, hadde Challis i Cambridge Northumberland-refraktoren, som hadde en diameter på 29,8 cm. Dette var grunnen til at Airy overlot arbeidet til Challis. Airy sendte for øvrig et nytt brev til Challis 13. juli der han ga instruksjoner om hvordan letingen kunne gjøres.

Challis var bortreist da brevene ankom, og kom selv tilbake til Cambridge 18. juli. Han skrev da til Airy at han påtok seg oppdraget, men ventet helt til 29. juli før han begynte å observere. Noe detaljert kart over stjernefeltet han skulle lete i, hadde han ikke. Dessuten er det i ettertid klart at han valgte en heller dårlig letestrategi. Et annet moment er at mens Adams hadde angitt den nye planetens størrelsesklasse til rundt 9 (den viste seg faktisk være lysere enn størrelsesklasse 8), var ikke Challis så optimistisk. Han mente den ville være nærmere 11, og fikk dermed tusenvis av ekstra stjerner han måtte undersøke. Slik holdt han fram utover sommeren og høsten 1846.

Le Verriers neste notat ble presentert for Vitenskapsakademiet 31. august 1846. Der oppga han baneparametre for den nye planeten og anslo dens vinkeldiameter til omtrent 3,3″. Dermed skulle den selv i et teleskop av moderat størrelse framtre som en skive, ikke bare som et stjerneliknende punkt.

Siden Le Verrier ikke selv hadde noen erfaring med observasjoner, hadde han utvilsomt tatt det for gitt at kolleger ved Paris-observatoriet ville gå i gang med å lete etter den nye planeten. Det var tross alt Arago selv som hadde tatt initiativet til Le Verriers beregninger. Forunderlig nok var de like lunkne overfor hans beregninger, som Airy opprinnelig hadde vært overfor Adams'.

Tålmodighet var ikke av Le Verriers fremste egenskaper, og 18. september var det slutt på den. Han skrev til Johann Gottfried Galle ved Berlin-observatoriet, som han hadde hatt noe kontakt med, og oppga den beregnede posisjonen for den nye planeten. Galle ba direktøren for Berlin-observatoriet, Johann Encke (best kjent for sitt arbeid med Enckes komet og for oppdagelsen av den delingen i Saturns A-ring som nå bærer hans navn) om tillatelse til å starte søk etter den nye planeten, noe han fikk. Mens de snakket sammen, fikk de selskap av en ung student, Heinrich Louis Dárrest. Straks han fikk vite hva diskusjonen gjaldt, ba han om å få delta i letearbeidet. Galle ga sitt samtykke, og alt samme natt startet de leteingen med observatoriets 23 cm store Fraunhofer-refraktor, kanskje tidens beste teleskop.

I motsetning til Challis, hadde Galle en instinktiv tiltro til Le Verriers beregninger. Derfor startet han med å rette teleskopet mot den oppgitte posisjonen, rektascensjon 22h 46m og deklinasjon -13° 24′. Dárrest foreslo at det kanskje hadde vært lurt å bruke et stjernekart, selv om Galle hadde så stor tro på Le Verriers beregninger at han forventet å se et skiveformet objekt nær den oppgitte posisjonen.

Tilfeldigvis hadde de tilgang til et helt nytt stjernekart, kalt Hora XXI fra Berlin-akademiets stjerneatlas. Det var såpass nytt at selv om det var trykket, var det til da bare i liten grad blitt distribuert til andre observatorier.

Med kartet satte de natt til 23. september 1846 i gang med letearbeidet. Galle kikket i teleskopet, hvorfra han ropte ut posisjoner og utseende på stjernene som dukket opp i synsfeltet. Dárrest sammenliknet dem fortløpende med kartet. Mindre enn 1 time etter at de startet, beskrev Galle en stjerne av størrelsesklasse 8 ved en posisjon nær startposisjonen for letingen. Dárrest ropte tilbake: «Den stjernen finnes ikke på kartet!»

Selv om de to nok innså at det var den nye planeten de hadde funnet, gjorde de en ny observasjon neste natt. Sammen med Encke, som også fikk sett planeten den første natten, kunne de konstatere at den hadde flyttet seg. Dessuten kunne Encke måle dens vinkeldiameter til 3,2″, i meget god overensstemmelse med Le Verriers anslag på 3,3″.

Galle skrev til Le Verrier 24. september for å fortelle ham nyheten. Noen dager senere skrev også Encke til Le Verrier.

Totalt uvitende om det som skjedde på kontinentet fortsatte Challis sitt leteprogram, men uten noe hastverk. Han var dessuten blitt opptatt med observasjoner av Bielas komet, som hadde forårsaket en astronomisk sensasjon ved å dele seg i to. Først 29. september fikk Challis en kopi av Le Verriers notat fra 31. august.

Blant de rundt 300 stjernene Challis hadde studert natt til 29. september, hadde spesielt én fanget hans oppmerksomhet. Han ba assistenten sin notere ned at «den ser ut til å ha en skive». Til observasjonene brukte han et okular som bare ga en forstørrelse på 116 ganger. Selv om Northumberland-refraktoren fint kunne tålt et betydelig kraftigere okular, brød ikke Challis seg med å undersøke dette objektet nærmere. Det sier nokså mye om hans manglende entusiasme overfor det han drev med.

I ærverdige The Times for 1. oktober 1846 kunne Challis lese om Galles oppdagelse av 23. september, og innså at han var slått. Hvor forsmedelig dette enn måtte ha føltes for ham, var det verre ting i vente. Da han gikk gjennom observasjonsnotatene han hadde startet 29. juli, oppdaget han at han flere ganger hadde sett den nye planeten. Første gang var så tidlig som 30. juli, deretter igjen 4. og 12. august. Dessuten var det selvsagt også den han hadde sett natt til 29. september.

Challis skrev 5. oktober et brev til Arago og gratulerte med oppdagelsen, men uten å nevne beregningene Adams hadde gjort. Det gjorde Airy i et brev han 14. oktober skrev til Le Verrier. Etter å ha gratulert Le Verrier med utfallet av arbeidet hans, skrev Airy at man også i England hadde gjort tilsvarende beregninger før Le Verrier. Dermed brøt bråket løs.

I motsetning til Le Verrier, hadde ikke Adams publisert noe om sine arbeider om forstyrrelsene i Uranus-banen og årsaken til disse. Airys antydning om at en engelskmann hadde gjort slike beregninger før Le Verrier, ble av franskmennene tolket som et forsøk på å frastjele Le Verrier æren for oppdagelsen av den nye planeten. Det ble derfor starten på en bitter strid mellom engelske og franske astronomer, en strid verken Adams eller Le Verrier tok del i. De møttes for øvrig for første gang i juni 1847, og kom meget godt ut av det med hverandre. Faktisk ble møtet innledningen til et livslangt vennskap.

Som navn på den nye planeten foreslo blant andre Challis «Oceanus» og Galle «Janus». Det forslaget som etter hvert ble akseptert, Neptun, kom fra Le Verrier selv.

I ettertid synes det ikke være noen tvil om at Adams var den første til å regne seg fram til en rimelig nøyaktig posisjon for Neptun. Dersom en skikkelig leting var blitt satt i gang senhøstes 1845, ville den blitt oppdaget da. I dag tilskrives derfor både Adams og Le Verrier ære for sine forutsigelser av Neptuns eksistens og dens posisjon.

Historien om oppdagelsen av Neptun slutter imidlertid ikke her. Den britiske astronomiskribenten Patrick Moore har stilt spørsmålet: «Hvis Adams var så sikker på at han i det minste hadde en omtrentlig posisjon for Neptun, hvorfor prøvde han ikke selv å lete etter den?» Han hadde tross alt anslått den nye planetens størrelsesklasse til nær 8, og ville ikke ha trengt et særlig avansert instrument for å finne et slikt objekt.

Moore gjorde i 1982 et lite eksperiment med dette. Han visste ikke da nøyaktig hvilken posisjon Neptun hadde på himmelen, og lot bevisst være å slå dette opp. Isteden fikk han en bekjent til å angi et område på himmelen der Neptun var, med omtrent samme utstrekning som den feilmarginen Adams i sin tid hadde regnet seg fram til. Ved hjelp av en ganske vanlig 10x50-kikkert gikk så Moore i gang med å lete innenfor det begrensede området der Neptun skulle være.

Moore visste at med en forstørrelsesgrad på 10 ganger ville Neptun se ut som en stjerne, ikke som en skive. Derfor begynte han med å tegne inn posisjonene til alle stjerner som var lysere enn størrelsesklasse 8,5, og befant seg innenfor området han hadde fått oppgitt. Målet var å kunne identifisere Neptun ut fra dens bevegelse blant stjernene, noe som tok ham 17 netter.

Som Moore selv sier, det han gjorde i 1982, kunne Adams gjort i 1845. I så fall ville Adams alene fått en udiskutabel plass i historien, både som den som regnet seg fram til Neptuns posisjon, og som den som gjorde den faktiske oppdagelsen av planeten. Moore synes å mene at den mest sannsynlige årsaken til at Adams selv ikke gjorde noe forsøk på å finne Neptun, er at Adams var teoretiker, og ikke hadde noen erfaring med det å observere.

Oppdagelsen av Neptun var en enorm triumf for Newtons lover. For første gang var et himmellegemes eksistens blitt teoretisk forutsagt før det faktisk ble oppdaget!

I ettertid er det for øvrig ting som tyder på at Galileo Galilei kan ha sett Neptun alt i januar 1613, men uten å være klar over at det var en planet han så. På den tiden foretok Galilei en del observasjoner av Jupiter og dens måner. Ved å regne seg bakover i tiden har man funnet ut at Neptun akkurat da stod svært nær Jupiter. I notatene etter Galilei er det tegninger av Jupiter og noen objekter nær Jupiter fra januar 1613. Posisjonen til ett av objektene på disse tegningene stemmer godt overens med posisjonen som er beregnet for Neptun på den tiden.

Neptuns måne Triton ble oppdaget av William Lassell alt 10. oktober 1846, det vil si mindre enn én måned etter at Neptun selv ble oppdaget. Den andre Neptun-månen man kjente før Voyager 2 passerte Neptun, Nereid, ble oppdaget av Gerard Kuiper i 1948.

Tekster til illustrasjoner brukt i artikkelen

Friedrich Wilhelm Bessel var muligens den første som foreslo at uregelmessighetene i Uranus' bane kunne skyldes en da ukjent planet.

Den engelske matematikeren og astronomen John Couch Adams. Han var den første som for alvor ga seg i kast med via beregninger å lete etter en ukjent planet som kunne forklare uregelmessighetene i Uranus' bane. På det grunnlag beregnet han en nokså nøyaktig posisjon for planeten. En rekke misforståelser og uflaks gjorde at planeten ikke ble oppdaget ut fra hans beregninger.

Den franske matematikeren Urbain Jean Joseph Le Verrier. Ut fra hans beregninger ble planeten Neptun oppdaget. Siden Adams var kommet til nesten nøyaktig samme posisjon for Neptun som Le Verrier, krediteres i ettertid begge for å ha forutsagt eksistensen og posisjonen til den åttende planeten i vårt solsystem.

James Challis var professor i astronomi i Cambridge og direktør for observatoriet der. Selv om han var en fremragende akademiker, var han ikke særlig dyktig til å observere. Uten å innse det, så han Neptun flere ganger sommeren 1846, før den egentlig ble oppdaget i september 1846.

Johann Gottfried Galle oppdaget Neptun 23. september 1846, ut fra Le Verriers beregninger. Galle var den første person som så Neptun, og var klar over at det var en planet han så.

 
Neste artikkel | Alle NOR 1990 | Alle Romfart/NOR
 
 
 

Alt stoff på romfart.no/.com/.org er opphavsrettslig beskyttet.
romfart.no/.com/.org eies og drives av Norsk Astronautisk Forening.