Открытие Нептуна Откры́тие Непту́на — обнаружение восьмой планеты Солнечной системы, одно из важнейших астрономических открытий XIX века, сделанное благодаря предварительным вычислениям (согласно фразе Д. Ф. Араго, ставшей крылатой — «планета, открытая на кончике пера»). Нептун был открыт в Берлинской обсерватории 24 сентября 1846 года[прим. 1] И. Галле и его помощником д’Арре на основании расчётов У. Леверье. Независимо от Леверье аналогичные расчёты для поисков заурановой планеты произвёл Д. К. Адамс. Обнаружению восьмой планеты предшествовала длительная история исследований и поисков. Ранние наблюденияЕсть свидетельства, что Нептун фактически наблюдался астрономами и ранее, до его официального открытия в 1846 году. Поскольку Нептун невидим с Земли невооружённым глазом (его видимая звёздная величина составляет порядка 7,7), первые наблюдения Нептуна стали возможны только после изобретения телескопа. Считается, что ещё Галилео Галилей наблюдал Нептун 28 декабря 1612 года и 29 января 1613 года. В обоих случаях Галилей принял планету за неподвижную звезду в соединении с Юпитером на ночном небе[1], и нет никаких свидетельств о том, что Галилей воспринял замеченный Нептун как новое, ранее неизвестное светило[2]. Английский астроном Джон Гершель в своём письме от 1846 года к В. Я. Струве отметил, что фактически наблюдал Нептун 14 июля 1830 года и, хотя его телескоп был достаточно мощным, чтобы рассмотреть диск Нептуна, он в то время ошибочно счёл наблюдаемый объект звездой[3]. В 1847 году, уже после открытия Нептуна и расчёта характеристик его орбиты, американский астроном Сирс Уолкер из Военно-морской обсерватории США, исследуя архивные записи, обнаружил, что 8 и 10 мая 1795 года французским астрономом Лаландом из Парижской обсерватории наблюдалась звезда, находившаяся в том самом месте, где должен был находиться Нептун. Обнаружение этих записей о расположении Нептуна в 1795 году способствовало более точному расчёту его орбиты[4]. Возмущения орбиты Урана и их интерпретация Вскоре после открытия Урана в 1781 году У. Гершелем в движении этой планеты стали выявляться непонятные аномалии — она то «отставала» от расчётного положения, то опережала его. Часто в литературе указывают, что, изучив особенности движения Урана, А. Лексель первым из астрономов предположил, что на Уран воздействует притяжение неизвестного космического тела, орбита которого расположена ещё дальше от Солнца[5]. Однако это не соответствует действительности: в докладе, сделанном в Санкт-Петербургской императорской академии наук 11 марта 1783 года, Лексель, напротив, утверждал: «явственно доказывается как моими вычислениями, так и исследованиями многих других астрономов, что круговой путь с наблюдениями весьма согласуется»[6][7]. По-видимому, впервые научное сообщество обратило внимание на аномалии в движении Урана только в 1788 году. Сперва эти аномалии отнесли на счёт возмущений, действующих со стороны Юпитера и Сатурна. И действительно: в 1790 году французский астроном Жан-Батист Деламбр вычислил движение Урана с учётом таких возмущений, и оказалось, что оно довольно хорошо согласуется с наблюдениями. На несколько десятилетий проблема была снята. «Проблема Урана» вновь обрела актуальность в 20-х годах XIX века. В 1821 году французский астроном Алексис Бувар опубликовал таблицы положения Урана на много лет вперёд[8]. Но в течение последующих 10 лет данные непосредственных наблюдений Урана всё больше расходились с таблицами Бувара, что вызвало в научном сообществе необходимость объяснения этого феномена[9]. В 1831—1832 годах были выдвинуты следующие гипотезы для объяснения непонятного «поведения» Урана:
Варианты 1—3 были отвергнуты астрономическим сообществом практически сразу[11], 4-й вариант большинство астрономов воспринимало весьма скептически. Таким образом, наиболее привлекательной оставалась гипотеза за № 5[12]. В ряде источников первым человеком, предположившим существование заурановой планеты, называется английский астроном Томас Хасси. После публикации таблиц Бувара, Хасси на основе собственных наблюдений обнаружил аномалии в орбите Урана и предположил, что они могут быть вызваны наличием внешней планеты. После этого Хасси посетил Бувара в Париже и обсудил с ним вопрос об этих аномалиях. Бувар обещал Хасси провести расчёты, необходимые для поиска гипотетической планеты, если найдёт время для этого. В ноябре 1834 года Хасси направил письмо Д. Б. Эйри (в 1835 году ставшему директором Гринвичской обсерватории), где отметил:
Эйри на это ответил:
Поскольку продолжительность обращения Урана вокруг Солнца составляет 84 года, письмо Эйри охладило энтузиазм Хасси в поисках заурановой планеты[источник не указан 1149 дней]. Но, несмотря на скепсис Эйри, уже к 1836 году в мировом астрономическом сообществе сложилось представление о том, что за орбитой Урана есть достаточно массивная планета и её надо искать. В пользу этого высказывались, например, в 1835 году известный французский астроном Э. Б. Вальц[англ.] и директор обсерватории в Палермо Н. Каччиаторе[англ.]. Последний даже сообщил, что он наблюдал в мае 1835 года движущееся небесное светило, представляющее, по-видимому, планету, расположенную за орбитой Урана[15]. Бельгийский астроном Луи Вартман (фр. Louis François Wartmann)[16], узнав о наблюдениях Каччиаторе, опубликовал в том же 1836 году заметку, в которой сообщил, что ещё в сентябре 1831 года он также наблюдал движущееся небесное светило и счёл, что это — новая планета, которая должна находиться примерно на двойном расстоянии от Солнца по сравнению с Ураном, а её период обращения должен составлять, следовательно, около 243 лет[17]. Осталось неизвестным, действительно ли Вартман и Каччиаторе наблюдали новую планету, но, во всяком случае, их слова говорят не только о распространённости гипотезы о существовании неизвестной планеты, но и о том, что был уже поставлен вопрос о местонахождении этой планеты — за орбитой Урана[18]. В то же время точных расчётов характеристик этой планеты и её орбиты не было сделано до середины 1840-х годов в силу чрезвычайной сложности этой задачи небесной механики — как принципиальных, так и технических. Эйри по этому поводу занимал неизменно скептическую позицию, считая задачу в принципе неразрешимой[19]. Открытие «на кончике пера»Расчёты Д. К. Адамса  В 1841 году студент колледжа Сент-Джона Кембриджского университета Д. К. Адамс ознакомился с публикацией Эйри 1832 года, в которой была изложена теория Бувара для Урана и рассказано о её трудностях при совместном учёте «старых» и «новых» наблюдений, о её расхождениях с наблюдениями после 1820 года. После этого проблема неизвестной планеты захватила Адамса[20]. В июле 1841 года он пишет в своём дневнике, что решил после получения степени бакалавра как можно скорее заняться исследованием движения Урана:
Весной 1843 года Адамс беседовал с директором обсерватории Кембриджского университета Д. Чэллисом о своих планах по исследованию проблемы неизвестной планеты и её поискам Чэллис отнёсся к идеям Адамса благожелательно и обещал свою помощь. И действительно, как только Адамс, получивший летом 1843 года первые результаты и увидевший, что не хватает наблюдений, обратился к Чэллису, последний сразу же (13 февраля 1844 года) написал Эйри и менее чем через неделю получил от него необходимые результаты наблюдений[21]. С лета 1843 года до сентября 1845 года Адамс получил шесть решений по движению Урана, из которых каждое следующее он считал точнее предыдущего[22]. В сентябре 1845 года он передал Чэллису указанные элементы орбиты неизвестной планеты, а также расчёт её предполагаемого положения на небе 30 сентября 1845 года. Расхождение координат Адамса с фактическим положением неизвестной планеты составляло в сентябре-октябре 1845 года около 1°,9. Это величина довольно существенная, — около четырёх видимых диаметров Луны, — но всё же вполне позволявшая вести поиск[21]. Начав наблюдения, Чэллис мог бы добиться успеха в поиске новой планеты. Впоследствии английские астрономы вменяли Чэллису в вину именно то, что он не начал наблюдения осенью 1845 года[21]. Расчёты У. Леверье В 1845—1846 годах Урбен Леверье выпустил 3 статьи, в которых обосновал наличие расхождений движения Урана с наблюдениями наличием неоткрытой планеты, призвав начать её поиски[23]. Обнаружение новой планеты  Иоганн Галле, получив письмо Леверье 23 сентября, тем же вечером приступил к наблюдениям. Поскольку поиск новой планеты не входил в плановые наблюдения Берлинской обсерватории, на внеплановую работу нужно было получить разрешение директора обсерватории И. Ф. Энке, который отличался большой педантичностью в соблюдении регламента наблюдений и изрядным скепсисом в отношении инициатив молодых сотрудников. Поначалу Энке отказал Галле, но после настойчивых просьб последнего дал согласие, поскольку уходил на празднование своего юбилея (23 сентября 1846 Энке исполнилось 55 лет). Помочь Галле в поисках новой планеты с энтузиазмом вызвался 24-летний студент Генрих д’Арре (в некоторых российских источниках его фамилию транскрибируют как д’Аррест)[24]. Для наблюдений был использован ахроматический 23-сантиметровый рефрактор, изготовленный компанией И.Фраунгофера[25]. Для поиска новой планеты было два возможных пути[24]:
Поначалу Галле, направив телескоп в указанную Леверье точку неба, не обнаружил новой планеты. Тогда д’Арре предложил третий способ поиска: использовать карту звёздного неба, сличая светила, нанесённые на карту с теми, которые реально наблюдаются на небе. Поскольку неизвестной планеты на карте не может быть, ей окажется звезда, не обозначенная на звёздной карте[24]. Для этого требовалась достаточно подробная и точная звёздная карта, и такая карта в Берлинской обсерватории имелась. Это была карта звёздного атласа Берлинской академии наук, составленная Карлом Бремикером и напечатанная в конце 1845 года. (К сентябрю 1846 года эта карта ещё не была разослана в обсерватории Великобритании и Франции). Взяв карту Бремикера, Галле и д’Арре продолжили наблюдения. Галле по очереди называл звёзды, их положение и блеск, а д’Арре отмечал их на карте. Сразу же после полуночи (в 0 часов 0 минут 14 секунд 24 сентября) Галле назвал звезду примерно 8-й звёздной величины, которую д’Арре на карте не нашёл. Её положение отличалось от указанного Леверье на 52'. С этим известием, несмотря на поздний час, д’Арре побежал к Энке, который присоединился к наблюдениям молодых коллег, и они втроём наблюдали за обнаруженным объектом до его захода в 2 ч 30 мин. Окончательной уверенности, что наблюдаемое светило является новой планетой, у них не было, поскольку из-за слабости выбранного окуляра телескопа диск светила они рассмотреть так и не смогли[26]. Было решено продолжить наблюдения на следующую ночь. Наблюдения вечером 24 сентября велись уже в телескоп с окуляром, дающим 320-кратное увеличение, и в этот вечер все трое наблюдателей смогли, во-первых, разглядеть у нового светила диск размером примерно 3", а во-вторых, обнаружить его видимое собственное движение — примерно 70" к западу, что полностью совпадало с оценками Леверье. После этого никаких сомнений не оставалось: новая планета Солнечной системы открыта[26]. Об этом открытии Галле уведомил Леверье письмом от 25 сентября. Выбор названия новой планетыГалле в своём письме к Леверье 25 сентября предложил для новой планеты название «Янус». Это соответствовало принятой у астрономов традиции, когда название новому объекту давал его первооткрыватель. Однако в этом случае ситуация была иной: мировое научное сообщество расценивало открытие новой планеты как исключительную заслугу Леверье[27]. Леверье в письмах Галле и редактору главного немецкого астрономического журнала Astronomische Nachrichten Г. Х. Шумахеру предложил своё название — «Нептун». 1 октября он направил письма Д. Б. Эйри и директору Пулковской обсерватории В. Я. Струве с предложением назвать новую планету Нептуном. Но в начале октября Леверье внезапно изменил своё решение и предложил назвать планету в свою честь — «Леверье». В этом его активно поддержал директор Парижской обсерватории Франсуа Араго, однако эта инициатива натолкнулась на существенное сопротивление за пределами Франции[28]. Французские альманахи очень быстро вернули название «Гершель» для Урана, в честь её первооткрывателя Уильяма Гершеля, и «Леверье» для новой планеты[29]. В Англии Чэллис предложил другое название: «Океан»[30]. Директор Пулковской обсерватории Василий Струве отдал предпочтение названию «Нептун». О причинах своего выбора он сообщил на съезде Императорской Академии наук в Петербурге 29 декабря 1846 года[31]. Это название получило поддержку за пределами России и вскоре стало общепринятым международным наименованием планеты. Скандал с «бумагами Нептуна»В 1998 году были найдены так называемые «бумаги Нептуна» (имеющие историческое значение бумаги из Гринвичской обсерватории), которые были незаконно присвоены американским астрономом Олином Дж. Эггеном и хранились у него в течение почти трёх десятилетий, и были обнаружены во владении Эггена только после его смерти[32]. Миф о предсказании открытия Нептуна Нострадамусом Открытие Нептуна, как и любое значительное событие в истории, стало обрастать мифами. Один из них — это предсказание открытия Нептуна Нострадамусом, якобы сделанное им за 300 лет до этого события. В 4-й центурии, 33-м катрене Нострадамуса есть строки:
Некоторые интерпретаторы пророка предложили следующее толкование этих строк:
В то же время, как отмечают современные исследователи наследия Нострадамуса, его астрологические расчёты были далеко не точными, он допускал грубые ошибки в расчёте времени наступления лунных фаз, а астрологические пассажи в «Пророчествах», несмотря на их частоту и пестроту, малоинформативны и почти никогда не позволяют уточнить дату события[33]. Мировоззренческое значение открытия НептунаОткрытие Нептуна имело исключительно важное значение для науки, поскольку оно окончательно подтвердило справедливость как гелиоцентрической системы мира Николая Коперника, так и справедливость и универсальность закона всемирного тяготения Исаака Ньютона. Открытие ранее невидимой планеты было подготовлено союзом небесной механики и всевозрастающей точности искусства астрономических наблюдений[источник не указан 1338 дней]. Д. Б. Эйри отмечал:
См. такжеПримечанияКомментарии
Источники
Литература
Ссылки
|
|||||||||||||||||||||
Portal di Ensiklopedia Dunia
