 |
Ezt Newton (1642-1727)
bizonyította, aki a klasszikus mechanika alapjait képezõ
törvényinek kimondásán kívül
felfedezte az általános gravitációs
törvényt is:
|
A csillagászat Newton után Már Kepler gyanította, hogy a bolygók pályamenti mozgása a Napból származó erõ hatására történik.
|
|
Ezt Newton (1642-1727)
bizonyította, aki a klasszikus mechanika alapjait képezõ
törvényinek kimondásán kívül
felfedezte az általános gravitációs
törvényt is:
|
XVIII.század XIX.század XX.század
 |
A XVIII. század nagy felfedezõje
(a csillagászat történetének
egyik legjobb megfigyelõje), Sir William
Herschel. Herschel 1781. március 13-án felfedezte az Uránuszt a körülbelül 18 cm átmérõjû távcsövével. Amikor megpillantotta a korong alakúnak tûnõ objektumot, amely határozottan különbözött a pontszerûnek tûnõ csillagoktól, azt gondolta, hogy egy üstököst fedezett fel. Az üstökösöket nem számítva a században valamennyi égitest felfedezés az õ nevéhez fûzõdik (1787. Oberon; 1787. Titania; 1789. Enceladus; 1789. Mimas). |
Egy francia csillagász, Alexis Bouvard 1820-ban elkezdett olyan táblázatokat készíteni, amelyek a Jupiter, a Szaturnusz és az Uránusz mozgását elõrejelzik. Míg a Jupiter és a Szaturnusz számára készült táblázatok beváltak, sehogyan sem tudta elõrejelezni az Uránusz helyét. Az Uránusz mozgását figyelve a csillagászok észrevették, hogy a bolygó nem követi pontosan a Newton-törvények által számára elõírt pályát. Az idõ múlásával a bolygó elõre kiszámított és valóságos helyzete között 1830-ban már 20 ívmásodpercnyi eltérés mutatkozott, s ez 1844-ig 120 ívmásodpercre emelkedett. Számos csillagász gyanította, hogy az Uránusz mozgását egy távolabbi, még ismeretlen bolygónak a gravitációs hatása zavarja, égi mechanikai szakkifejezéssel: perturbálja.
és kiszámították e bolygó helyét.
 Leverrier |
Két matematikus, John
Couch Adams Angliában, és Urbain Leverrier
Franciaországban - egymástól függetlenül
- nekiállt kiszámítani, hogy hol lehet a
hiányzó bolygó. Leverrier eredményeit 1846. augusztusában Franciaországban publikálták, és kb. három héttel késõbb, szeptember 23-án, Johann Galle Berlinben meg is találta a Neptunuszt. A német csillagász megerõsítette tehát az új bolygó létezését, amely egy foknál kisebb távolságra volt a megjósolt pozíciótól. |
 Adams |
A matematikai csillagászat (égi mechanika) óriási diadala volt, amikor 1846-ban felfedezték a bolygót.
A Neptunusz felfedezése a newtoni mechanika bizonyítékát is jelenti, de igazolja azt is, hogy a Földön érvényes mechanika érvényes az égitestekre isNéhány héttel a Neptunusz felfedezése után vált ismertté legnagyobb holdja, a Triton .
A XIX. században a Naprendszer ismert tagjainak száma döbbenetes mértékben megnövekedett a felfedezett kisbolygókkal. (1899-ig 464-et ismertek már.) A felfedezett 9 nagyobb objektum: 1846. Neptunusz (Adams, Leverrier; 1846. Triton (Lassell); 1848. Hyperion (Bond); 1851. Ariel (Lassell); 1851.Umbriel (Lassell); 1877. Phobos (Hall); 1877. Deimos (Hall); 1892. Amalthea (Barnard); 1898. Phoebe (Pickering).
Joseph J. Lefrancais de Lalande a híres francia csillagász hatalmas munkával csillagtérképet és katalógust szerkesztett. Ennek utolsó részét a XVIII. sz. végén és a XIX. sz. elején fejezte be. Végsõ formájában a katalógus 47400 csillag pontos égi helyzetét (pozícióját) írja le. Közülük azonban egy csillag nem csillag, hanem bolygó! Mégpedig éppen a Neptunusz. Ez a tény persze csak a Neptunusz felfedezése (1846) után derült ki, akkor amikor visszafelé kiszámították a bolygó elõzõ pozícióit. Lalande 1795. május 8-án térképére bejelölt egy "csillagot", s amikor két nappal késõbb, május 10-én ellenõrizte, észrevette, hogy más helyen látja. Lalande azt hitte, hogy 8-i megfigyelése hibás volt, s a 10-i adatot fogadta el helyesnek. Ezzel a "helyesbítéssel" a csillagászat egyik legnagyobb felfedezését szalasztotta el. Ha ugyanis harmadszor is ellenõrzi a "csillag" égi pozícióját, bizonnyal rájön, hogy az bolygó. Nagy veszteség érte ezzel a tudományt, hiszen már ötven évvel hosszabb megfigyelési sorozatunk volna a Neptunuszról. De van itt még egy érdekes dolog! Ha ugyanis pontosan kiszámítjuk, hogy 1795. május 8-án, illetõleg 10-én hol kellett tartózkodnia a Neptunusznak, azt tapasztaljuk, hogy Lalande megfigyeléseiben 7,2 ívmásodperc hiba van. 7,2 ívmásodperc nem nagy érték, de olyan gyakorlott és kiváló megfigyelõ, mint Lalande, nem valószínû, hogy ekkorát tévedett. Lehetséges volna tehát, hogy ez a 7,2 ívmásodperc valódi perturbáció volt, amelyet a valószínûsített tizedik bolygó okozott? Talán!
A Neptunusszal azonban még mindig nem sikerült teljesen megmagyarázni az Uránusz perturbációját. Sõt a Neptunusz mozgásában is mutatkoztak eltérések. Hátha ezt meg egy, még további, a Neptunuszon túli, mindeddig ismeretlen bolygó okozza?
A Neptunuszon túli kilencedik bolygó elméleti kutatásával elõször W. H. Pickering, P. Lowell és Grillug foglalkozott. Pickering és Grillug elsõsorban az üstökösök pályáit elemezve próbált következtetni a kilencedik bolygó pályaelemeire. Lowell a Neptunusz és az Uránusz perturbációiból próbálta kiszámítani az ismeretlen bolygó helyzetét. Számításaival 1914-ben készült el.
|
Bár az
égboltot fényképezve addig is keresték
az új bolygót, az igazi kutatómunka csak
ezután kezdõdött. |
 Tombaugh |
A szerencse egy fiatal csillagásznak,
Clyde Tombaughnak kedvezett. Õ 1930. február 18-án egy január 24-én készült fotólemezen megtalálta az új bolygót, a Plútót. A felfedezést 1930. március 13-án, P. Lowell születésnapján hozták nyilvánosságra. |
A Plútó nagyon halvány égitest, ami nem is csoda hiszen a Földünknél 40-szer távolabb kering a Naptól. Megfigyelni roppant nehéz. Pályáját sem volt könnyû bemérni, mert nagyon lassan mozog: felfedezése óta pályájának mindössze 1/4 részét futotta be. Lowell, aki kiszámította a Plútó akkori helyzetét, úgy gondolta, hogy a keresett bolygónak az Uránuszhoz és a Neptunuszhoz kell hasonlítania, vagyis óriásbolygó. Átmérõjét 25000 km-re becsülte. Késõbb megállapították, nem hogy nem óriásbolygó, hanem még a Marsnál is kisebb. A meglehetõsen nagy tömeghez ragaszkodni kellett, mivel csak így magyarázható a perturbáló hatása. A méret csökkenésével együtt a sûrûségnek már-már elképesztõ méretû növekedését kellett feltételezni. Néhány év alatt a Plútó mérete csaknem tizedrészére csökkent. Nem valami dicsõséges pályafutása 1978-ban érkezett el a mélypontjára, Christy fölfedezte a Plútó holdját a Charont. A Plútónak és a Charonnak a viszonya szinte már nem is egy bolygónak és holdnak a kapcsolata, hanem inkább már kettõsbolygóról, bolygórendszerrõl beszélhetünk. Az 1270 km átmérõjû Charon nagyon közel kering a Plútóhoz, tömegarányuk pedig mindössze 1:9. A Charon keringési idejét ismerve kiszámítható a Plútó tömege. A Plútó tömegére a Föld tömegének 1/453-ad része adódott. Eszerint a Plútó jóformán csak egy nagyobbacska "hólabda". Naprendszerünkben is inkább sorolhatnánk a kisbolygók közé, mintsem, hogy egy "igazi" nagybolygónak tekintsük. De hát akkor végsõ soron hány igazi nagybolygója van a Napunknak? Itt a nagy kérdés: megmagyarázható-e az Uránusznak és a Neptunusznak a perturbációja egy ilyen kis tömegû égitestnek a zavaró hatásával?
A XX. században 40 nagyobb égitestet (valamint üstökösök és kisbolygók ezreit) fedeztek fel. (17-et a Voyager ûrszondák.)
A tizedik bolygó
Néhány érdekes megjegyzés
A kutatók egyre gyakrabban gondoltak arra, hogy talán a Plútón túl is van még egy (Tizedik) bolygó.
1990. áprilisában és májusában az Egyesült Államok Új-Zélandban lévõ csillagvizsgálójából Naprendszerünk feltételezett 10. bolygóját a Centaurus csillagkép északi részének irányában, ott ahol a számítógépes modellezés szerint legvalószínûbben található. A 10. bolygó (ha létezik) kétszer akkora mint a Földünk, s remélték, hogy jég borítja, mert ez esetben a rá esõ (már nagyon gyönge) fénysugarakat visszaveri.
Ha a francia Leverrier (akinek elméleti számításai alapján a német Galle felfedezte a Neptunuszt) ismerte volna Lalande 1795-ös mérési adatait, a megfigyelt perturbációk alapján keresni kezdte volna a 10. (azazhogy akkor még -mivel a Plútót nem ismerték- a kilencedik) bolygót. Az pedig a XIX. sz. elején valószínûleg napközelben tartózkodott, közel a Neptunuszhoz. Ha ekkor fölfedezik ezt a még ma is csak sejtett égitestet, merõben más képünk volna a Naprendszerrõl. Lehet, hogy a Plútót még ma sem ismernénk, ellenben volna egy "valódi" kilencedik bolygónk, megfelelõ méretû és távolságú . A Plútóval nem csak a méretei miatt van bajunk. A pályája is rendkívüli. Pályasíkja szokatlanul nagy szöget zár be az ekliptikával, azután a pályájának excentricitása a legnagyobb a nagybolygók közül, így pályája mintegy keresztezi a Neptunuszét.
A csillagászok már régóta gyanítják, hogy a Plútó valamikor nem is volt önálló bolygó, hanem a Neptunusz egyik holdja volt, amelyet valamilyen katasztrofális esemény szakított ki a bolygó körüli pályájáról. Ezt látszik megerõsíteni, hogy a Plútó mérete és tömege közel áll a Tritonéhoz, a Neptunusz nagyobbik holdjáéhoz. Egyes csillagászok szerint nagyon valószínû, hogy valamikor régen a 10. bolygó igen közel haladt el a Neptunuszhoz, gravitációs hatásával kiszakította az addig a Neptunusz körüli pályán keringõ Plútót. Majdnem biztos, hogy ugyanekkor vált le a Plútó egy darabja is (a Charon), s kezdte meg keringését annak holdjaként.
De hát akkor hol keressük az "igazi" legkülsõ bolygót?
Ez bizony a legnehezebb kérdés, hiszen pályájának, s így jelenlegi tartózkodási helyének a kiszámításához alig van valami alapunk. Néhány szerencsére azért akad. Kiindulhatunk például abból, hogy az egymáshoz közeli bolygók keringési idejei (keringési periódusok) bizonyos rezonanciát mutatnak, vagyis meghatározott arányban vannak egymással.
Például három Szaturnusz-periódus hozzávetõleg megfelel egy Uránusz-periódusnak,
ugyanígy az Uránusz két periódusa egy Neptunusz-periódusnak,
a Plútó egy periódusa pedig egyenlõ a Neptunusz háromketted vagy az Uránusz három periódusával.
Ez nem véletlen, s nem is számmisztika! Ha egy mechanikai rendszernek (a Naprendszer ilyen) elegendõen hosszú ideje van rá, a kölcsönös perturbációk miatt a bolygópályák úgy módosulnak, hogy dinamikus egyensúly jöjjön létre, s a fenti arányok éppen ezt fejezik ki. Nos innen már egyszerû a következõ lépés! Tegyük fel, hogy a 10. bolygó is egy olyan pályán állandósult, amelynek a periódusa két Plútó -vagy három Neptunusz- periódussal egyenlõ. Ez volna a legegyszerûbb rendszer, így arra számíthatunk, hogy a keresett bolygó keringési ideje 495 év. Az ehhez tartozó közepes naptávolság 62,5 CSE. Ha most figyelembe vesszük azt, hogy napközelben nagyon közel kell elhaladnia a Neptunusz pályájához, föltehetjük, hogy ilyenkor nincs messzebb 30 CSE-nél. Ekkor naptávolpontnak 92,5 CSE-et kapunk, ami azt jelenti, hogy a 10. bolygó pályájának a legnagyobb az excentricitása (0,35).Tombaugh szerencsés volt, amikor megtalálta a Plútót, hiszen egy új bolygó felfedezését könyvelhette el. A csillagászatot azonban veszteség érte ezzel, hiszen ha nem fedezik fel a Plútót, tovább kutattak volna a hiányzó bolygó után, s Lalande megfigyelésére talán jobban odafigyelve esetleg ma már ismernénk a 10. bolygót. Azóta bizonyára felfedezték volna a Plútót is, de úgy könyveltük volna el, mint egy külsõ kisbolygót, hasonlóképpen a Koval felfedezte Chironhoz .
Azért a mai kutatók véleménye kicsit eltér a fent leírt érdekességektõl, de a fentiek is hozzátartoznak a csillagászat gondolkodásmódjához, a kutatások menetének jobb megértéséhez.
Középkor Newton után 
