Vi bruger Cookies!     

         
 X     
Neptuns opdagelse i 1846





Neptuns opdagelse

Le Verrier's Planet Found! Sådan lød overskriften på forsiden af The Times torsdag den 1. oktober 1846. Det var yderst overraskende nyheder for de fleste dengang, og i dag står det stadig som en af de mindeværdige begivenheder i astronomiens historie. Det var anden gang, astronomerne havde opdaget en ny stor planet i Solsystemet.

Johann Gottfried Galle, en tysk astronom ved observatoriet i Berlin, vil altid blive husket som den første, der så den nye planet. Men hovedparten af æren går til den franske matematiker Urbain Jean Joseph Le Verrier. Det var hans beregninger af planetens position blandt stjernerne, som viste, hvor Galle skulle søge.

Opdagelsen gjorde et stort indtryk på datidens astronomer, som kaldte den for den Newtonske mekaniks glorværdige højdepunkt. Men for lægmand var opdagelsen nærmest som et mirakel. En af Le Verriers kolleger udtalte, at Le Verrier havde opdaget den med spidsen af sin pen og med sin formidable matematiske genialitet som eneste instrument.

Opdagelsen af Neptun synes næsten uundgåelig set med bagklogskabens øjne, men da Le Verrier offentliggjorde sin forudsigelse i juni 1846, var der ingen, som ville lede efter den. Tilsyneladende blev der foretaget en overfladisk eftersøgning fra Pariser Observatoriet, men den blev hurtigt opgivet igen, og Le Verrier kendte ikke noget til en eftersøgning, som var i gang i England. Til sidst mistede han tålmodigheden og sendte et brev til Galle, som øjeblikkelig så positivt på sagen og forelagde den for direktøren Johann Franz Encke, som bemærkede: Lad os imødekomme den herre i Paris!  

Om natten den 23. september 1846, kun få timer efter at Galle havde modtaget brevet, tog han plads i stolen bag observatoriets 9½" Frauenhofer refraktor. Først havde han tænkt sig at finde planeten ved at se efter dens lille skive blandt stjernerne i Vandmanden, som Le Verrier havde foreslået. Heinrich d'Arrest, som var i gang med astronomistudiet, og som frivilligt hjalp til på observatoriet, ventede tålmodigt, medens Galles mod efterhånden sank. Til sidst foreslog d'Arrest, at de skulle prøve at bruge et stjernekort, som observatoriet var i gang med at udfærdige, og som derfor endnu ikke var videresendt til andre observatorier.

Efter omkring en halv times eftersøgning lige omkring midnat, fik Galle øje på en stjerne af 8. størrelse, som d'Arrest ikke kunne finde på kortet. Den var kun 55' (svarende til ca. to månediametre) fra Le Verriers beregnede position. Næste nat bemærkede Galle, at objektet havde flyttet sig, hvilket beviste, at det ikke var en stjerne, men snarere et objekt som kredsede om Solen.

Den 25.september skrev han i et brev til Le Verrier, at den planet, som De har angivet positionen af, eksisterer!  Le Verrier nød formodentlig sin store triumf og skrev tilbage til Galle og takkede for den beredvillighed hvormed mine instruktioner blev fulgt. Takket være Dem er vi nu i besiddelse af en helt ny Verden!

I England vakte nyheden om den nye planet imidlertid mere frustration end glæde. Sir John Herschel, William Herschel's søn, læste om opdagelsen i The Times og blev dybt chokeret. Den 10. september, mindre end to uger før Galles opdagelse, havde han forudseende bemærket at vi vil se den nye planet, som Columbus så den nye Verden fra Spaniens kyst. Vi har mærket dens bevægelse gennem beregning med en sikkerhed, som er ligeværdig med synet gennem et teleskops okular.

Herschel's frustration skyldtes, at han vidste, at en ung engelsk matematiker fra Cambridge University, John Couch Adams, havde beregnet positionen før Le Verrier. På samme måde som Le Verrier havde Adams fordybet sig i analysen af Uranus' bevægelse. Uranus havde bevæget sig ganske lidt væk fra den forudberegnede position, lige siden Willliam Herschel opdagede den 1781. I starten af 1800-tallet bevægede den sig for hurtigt, som om den blev tiltrukket af en ukendt kraft. Men efter 1822 begyndte den at sætte farten ned, som om den ukendte kraft i stedet holdt den tilbage. I dag ved vi, at Uranus og Neptun var i konjunktion i 1821-22, hvilket betød, at Uranus overhalede den langsommere Neptun indenom.

Både Le Verrier og Adams så problemet som en planet, der kredser længere ude i Solsystemet end Uranus. Ved hjælp af de bedste tilgængelige matematiske metoder og en særdeles omhyggelig og omfattende kalkulation med pen og papir, beregnede de uafhængigt af hinanden den ukendte planets position. Deres resultater viste overensstemmelse med mindre end én grad. Adams nåede imidlertid til sit facit allerede i september 1845, ni måneder før Le Verrier, og ét år inden Galle fandt den visuelt. Adams forudberegnede position var mindre end to grader fra Neptuns sande position blandt Vandmandens stjerner.

Uheldigvis offentliggjorde Adams ikke sine resultater. Han var en uovertruffen matematiker, men han var generet og følsom og formåede ikke at gøre sig bemærket hos de rette personer. Adams havde været optaget af problemet omkring Uranus siden sommeren 1841. I februar 1844 havde han med James Callis, direktør for Cambridge Observatoriet som mellemmand, skrevet et brev til The Astronomer Royal på Greenwich Observatoriet, Sir George Biddell Airy, for at skaffe opdaterede positionsbestemmelser af Uranus. I september 1845 forelagde Adams sine positionsberegninger for James Callis, men hverken Airy eller Callis gav ham mere end formelle høflige svar. Ydermere tilskyndede ingen af dem Adams til at offentliggøre sine resultater.

Airy viste sig at blive det afgørende led i hele dramaet. Han var selv en fremragende matematiker og en dygtig, med ret enerådende administrator. Imidlertid har han på grund af Neptunaffæren fået et ry som en fantasiløs og hidsig bureaukrat. Han synes at have ment, at Det Kongelige Observatoriums rolle var at foretage en præcis bestemmelse af Solens, Månens og planeternes positioner. Tilsyneladende har han ment, at andre observationsprogrammer, heri indbefattet planeteftersøgning, ikke skulle forpurre denne opgave. Airy var også meget forbeholden overfor teoretiske forudsigelser, han var mistroisk over for unge mennesker og behandlede sine unge assistenter dårligt.

Som en følge heraf har Airy fået skylden for den engelske Neptun-fiasko. Han udviste dog trods beskyldningerne en vis interesse for Adams arbejde, hvilket var en hel del mere end de franske astronomer viste Le Verrier. Han sendte de ønskede positionsoplysninger om Uranus til Adams, men da Adams i efteråret 1845 ved to lejligheder rejste den lange vej for personligt at tale med Airy, var begge forsøg forgæves, fordi Adams ikke i forvejen havde bedt om foretræde. Første gang var Airy bortrejst til Frankrig, og anden gang var Airy ikke hjemme, da Adams ankom om morgenen. Da han vendte tilbage om eftermiddagen, var Airy i gang med at spise til aften, og hans butler afviste Adams ved døren.

Hvis Adams havde anmeldt sit besøg og personligt talt med Airy, ville hele sagen formodentlig have tage en anden drejning. Selvom Adams afleverede en kort oversigt over sine beregninger ved det andet besøg, tog han af sted igen med følelsen af at være blevet afvist. To uger senere skrev Airy til Adams og takkede ham for beregningerne, og stillede samtidig et teknisk spørgsmål angående Uranus' bane; et spørgsmål, som han mente var vigtig for at løse gåden om Uranus' baneafvigelse.

Det blev et klassisk eksempel på misforståelse. Adams antog Airys spørgsmål for at have ringe betydning og følte, at Airy blot forsøgte at undgå ham. Adams følte sig afvist og undlod at svare Airy, hvilket satte en effektiv stopper for videre korrespondance i næsten et helt år. Stilstanden i sagen skal dog ikke alene lægges ved afvisningen ved Airys hoveddør. Adams var ret tilbageholdende, og blev karakteriseret som en genert skoledreng snarere end en mand, som havde gjort en stor opdagelse.

I modsætning hertil var Le Verrier allerede en kendt person i videnskabelige kredse, delvist på grund af sit arbejde omkring Merkurs bane. Han var endvidere en magtfuld personlighed, og medens Adams resultater kun var kendte af Challis og Airy, offentliggjorde Le Verrier sine resultater i juni 1846.

Da Airy bemærkede den bemærkelsesværdige overensstemmelse mellem Adams og Le Verriers positioner, trådte han endelig i aktion. På et møde for astronomer i Greenwich den 29. juni, hvor både William Lassel og John Herschel var tilstede, annoncerede han fortroligt, at muligheden for at finde en ny planet i løbet af kort tid var tilstede, forudsat at et observatorium udelukkende ville hellige sig eftersøgningen.

Airy skrev til Le Verrier, som høfligt svarede på de tekniske spørgsmål, skønt han på samme måde som Adams mente, at de var irrelevante. Airy planlagde hurtigt en eftersøgning. Han nævnte dog ikke noget om hverken eftersøgning eller om Adams' samstemmende resultater til Le Verrier. Airy mente, at ingen af teleskoperne på Greenwich var store nok til at kunne anvendes, idet det største var en 6,7" refraktor, så han anmodede Challils om at iværksætte eftersøgningen med Cambridge Observatoriets 11,7" refraktor. Årsagen var dog snarere, at Airy ikke ønskede at afbryde de øvrige observationsprogrammer på Greenwich med en tidskrævende planeteftersøgning.

Airy tilrådede Challis at kortlægge stjernerne i området mellem Stenbukken og Vandmanden, hvor Adams' og Le Verriers beregninger viste, at den ukendte planet skulle befinde sig. Challis var i forvejen overbebyrdet med arbejde og var i første omgang ikke særlig entusiastisk for at gå i gang. Airys anmodning var også ret omfattende, idet han ikke havde forsynet Challis med den nøjagtige positionsbestemmelse, men foreslog at undersøge et område 30º langt og 10º bredt for at finde en stjerne på omkring 11. størrelse, som flyttede sig fra nat til nat.

Men det anviste område indbefattede mere end 3000 stjerner ned til denne størrelse, så Challis havde ikke de store chancer. Han gik alligevel i gang den 29. juli og var forberedt på en lang eftersøgning. Han var dog ikke særlig grundig og foretog kun sporadiske sammenligninger fra nat til nat, idet han samtidig var i gang med observationer af en nyopdaget komet, som han mente havde første prioritet. Han skrev senere at det var en ny og usædvanlig beskæftigelse at foretage observationer kun på grundlag af teoretiske antagelser, og medens et stort arbejde var påkrævet, var et succesrigt resultat meget tvivlsomt.

Medens Challis var i gang med sin halvhjertede eftersøgning, opstod den fejlslagne lejlighed, som Herschel senere skulle fortryde. I August 1846 besøgte han en af sine bekendte, William Rutter Dawes, en amatørastronom som boede i nærheden af Liverpool. Herschel fortalte om de fortrolige oplysninger omkring eftersøgningen og foreslog, at Dawes skulle lede efter planeten med sin 6" refraktor, men udtalte samtidig, at et resultat formodentlig ikke kunne opnås før omkring juletid. Dette er måske årsagen til, at Dawes ikke straks gik i gang, og en anden årsag er, at de begge mente, at planeen muligvis kun ville være synlig i et større teleskop. (I virkeligheden kan den ses i en almindelig prismekikkert). Dawes sendte derfor oplysningerne videre til en anden af sine bekendte, William Lassel.

Lassel, som var bryggeriejer, havde netop færdiggjort en 24" ækvatorialt opstillet refraktor på sit private observatorium ved Liverpool. Dawes mente, at et sådant teleskop uproblematisk skulle kunne vise planeten, og anmodede derfor Lassel om at se efter en stjerne med skive på den position, som Herschel havde angivet.

Imidlertid ramte det sorte uheld igen de engelske astronomer. Dawes skrev til Lassel kun to uger før planeten faktisk blev fundet af Galle. Da brevet ankom, havde Lassel netop forstuvet sin ankel, og var derfor midlertidig bundet til sin lænestol. Desuden blev brevet ved et uheld forlagt af Lassels stuepige, og kunne ikke findes igen. Da Lassel få dage seere var på benene igen, ledte han forgæves efter brevet med den angivne position, og inden han kunne nå at kontakte Dawes med anmodning om fornyede oplysninger, havde Galle allerede haft succes. Englands største chance for opdagelsen var hermed forsvundet.

Efter at have læst om opdagelsen i The Times den 1. oktober skrev Herschel et brev til det videnskabelige tidsskrift Athenaeum. Dette brev nævnte for første gang Adams' navn og hans tidligere ikke-offentliggjorte beregninger. Herschels forsinkede offentliggørelse fornærmede naturligvis franskmændene, som følte, at englænderne forsøgte at tage æren. Kontroversen omkring Le Verriers planet, eller Neptun, som den snart blev kaldt, udsprang på baggrund af et årelangt spændingsforhold mellem de to lande. Napoleonskrigen var afsluttet i 1815, og for nylig var der opstået alvorlig uoverensstemmelse omkring affærer i Egypten og Spanien.

Medens de bitre ord fløj over Den Engelske Kanal protesterede en harmfuld Le Verrier hvorfor skulle hr. Adams have vist tilbageholdenhed i så lang tid?

Den 17. oktober skrev Challis en uforbeholden artikel i The Athenaeum, hvori han erkendte, at have set den ukendte planet to gange, den 4. og den 12. august, men at han ikke havde taget sig sammen til at sammenligne observationerne. Challis kunne nemt have fundet planeten, såfremt han havde været i besiddelse af et lige så godt stjernekort som Galle. Callis' artikel beskrev Adams' arbejde tilbage til 1843, men nævnte ikke noget om Le Verrier. Franskmændene blev oprørte, og de Parisiske aviser bagvaskede Airy, Challis og Adams.

Både Challis og Airy blev ligeledes udsat for svidende kritik i England for deres halvjertede bestræbelser på at følge op på Adams' beregninger. Adams og Le Verrier derimod deltog ikke i den ophedede internationale debat. Faktisk mødtes de i Oxford den efterfølgende juni uden rivaliserende bitterhed, og de forblev venner resten af livet.

Samtidig med brevet til Athenaeum den 1. oktober skrev Herschel et andet vigtigt brev. Han skrev til Lassel, med hvem han havde korresponderet omkring Saturns måner. Herschel må have følt sig skyldig, fordi han ikke direkte havde informeret Lassel om den ukendte planet. Nu skrev han i stedet med eftertrykkelig opfordring: søg efter måner med al den mulighed, der er til stede. Noget måtte der da falde af til England, og såfremt der skulle være måner omkring den nyopdagede planet, ville Lassels store teleskop være det helt rigtige til at finde dem.

Lassel rettede straks sit teleskop mod den nye planet allerede den 2. oktober og rapporterede, at den lille skive var omgivet af en ring. Den 10. oktober meddelte han, at han havde observeret et lyssvagt objekt i en sådan position i forhold til planeten, at der efter al sandsynlighed måtte være tale om en måne. Ringen viste sig at være synsbedrag; den havde intet med den virkelige ring at gøre, men Lassel havde virkelig fundet en måne, som senere fik navnet Triton.

Inden Galle opdagede Neptun den 23. september 1846, var den blevet set men ikke erkendt ved adskillige tidligere lejligheder. Udover Challis' optegnelser den 4. og 12. august 1846 havde den franske astronom Michel de Lalande observeret den to gange, henholdsvis den 8. og den 10. maj 1795. Den skotske astronom John Lamont faldt tilfældigt over den den 25. oktober 1845 og igen den 7. og 11. september 1846. Den var endda blevet iagttaget af John Herschel den 14. juli 1830.
 
Men langt den mest interessante iagttagelse blev gjort af ingen ringere end Galilei lige i starten af teleskopets æra. Galilei så første gang Neptun som en stjerne af 8. størrelse den 28. december 1612, medens han fulgte de netop opdagede måner omkring Jupiter. Den 27. januar 1613 iagttog han igen Neptun, denne gang på linie med Jupiter, dennes måner og en stjerne af tilsvarende størrelse. Han vendte tilbage til området næste nat, og bemærkede, at de to stjerner syntes at være en smule længere fra hinanden. Men han undlod at følge observationen op.
 
Hvad ville der være sket, såfremt Galilei havde erkendt sin opdagelse i 1613? Astronoiens historie ville utvivlsomt være forløbet helt anderledes. Neptun ville måske slet ikke have heddet Neptun. Galilei opkaldte Jupiters måner efter sin velgører Cosimo de Medici, de Medici'ske stjerner. Han kunne lige så vel have kaldt Neptun for Cosimos planet.

Opdagelsen af en så vigtig planet kort efter teleskopets opfindelse ville uden tvivl have opildnet andre til lignende eftersøgninger efter yderligere planeter. I så tilfælde ville Uranus formodentlig være opdaget ved direkte eftersøgning længe inden 1781, hvorved astronomien ville være gået glip af den dramatiske historie omkring Neptuns opdagelse på bekostning af en lige så dramatisk historie om en tidlig opdagelse af disse to planeter.

Et interessant spørgsmål bliver tilbage. Hvis Herschel havde informeret Lassel tidligere om positionen af den formodede planet, eller hvis Dawes brev ikke var blevet væk, eller var ankommet på et mere belejligt tidspunkt, kunne Lassel så have opdaget Neptun som en skive blandt stjernerne. Vi kan naturligvis ikke være sikre, men svaret er formodentlig et ja.

Galle var i første omgang ikke i stand til at se skiven, men han brugte også en lav forstørrelse med stort synsfelt. Da først han og d'Arrest havde fundet den ved hjælp af et stjernekort, gik han over til højere forstørrelse, og skulle have udbrudt du godeste, det er virkelig en stor krabat! Da d'Arrest den følgende nat også iagttog den nyfundne planet bemærkede han der er den, med en skive så stor, rund, klar og smuk som selveste Jupiter.

Neptuns tilsyneladende udstrækning ville nemt have været indenfor Lassels 24" reflektors formåen, og med hans erfaring ville han have set den, såfremt han vidste nøjagtigt, hvor han skulle søge. Man kan faktisk tydeligt se skiven i et godt 5"-6" teleskop med en forstørrelse på et par hundrede gange. Den er lidt større end den tilsyneladende skive på Jupiters fire måner.

Det er mærkeligt at tænke på, at Neptun kun lige netop har fuldført et helt omløb om Solen siden sin opdagelse. Den tager 165 år for et fuldt omløb, så først i 2011 kunne den atter ses på samme sted på himlen, hvor Galle fandt den i 1846.

Selv med en prismekikkert er det interessant at finde den lille prik blandt stjernerne, og tænke tilbage på de spændende dage midt i forrige århundrede, hvor den undgik opdagelse fra Challis, Dawes og Lassel i lang tid for til sidst at blive fundet af Galle i løbet af ½ time. Ordene fra d'Arrest: den stjerne er ikke på kortet, hører til blandt de mindeværdige ord i astronomiens historie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Besøg  
427038