Нова Берлінська обсерваторія на Унтер-ден-Лінден. де вели спостереження Галле і д'Арре
Є свідчення, що Нептун фактично спостерігався астрономами і раніше, до офіційного відкриття в 1846 році.
У 1847 році, вже після відкриття Нептуна і розрахунку характеристик його орбіти, американський астроном Сірс Уолкер з Військово-морської обсерваторії США. досліджуючи архівні записи, виявив, що 8 і 10 травня 1795 французьким астрономом Лаландом з Паризької обсерваторії спостерігалася зірка, яка перебувала в тому самому місці, де повинен був знаходитися Нептун. Виявлення цих записів положення Нептуна в 1795 році сприяло більш точному розрахунку орбіти планети [4].
Обурення орбіти Урана і їх інтерпретація
Гіпотетична зовнішня планета робить гравітаційний вплив на орбіту Урана, в положенні a прискорюючи його рух, а в положенні b - уповільнюючи. На малюнку Уран ближче до Сонця і звертається за годинниковою стрілкою.
Незабаром після відкриття Урана в 1781 році У. Гершелем в русі цієї планети стали виявлятися незрозумілі аномалії - вона то «відставала» від розрахункового положення, то випереджала його. Російський астроном академік Андрій Лексель. довів, що відкритий Гершелем об'єкт - планета, звернув увагу на аномалії руху Урана ще в 1783 році. Вивчивши особливості руху планети, Лексель припустив, що на Уран впливає тяжіння невідомого космічного тіла, орбіта якого розташована ще далі від Сонця [5] [6]. Але після смерті Лекселя в 1784 році його ідея залишалася поза увагою наукової спільноти протягом десятиліть.
- Уран в своєму русі відчуває опір газо-пилової середовища, яка заповнює міжпланетний простір. Це опір і викликає систематичні відхилення від розрахункової траєкторії, побудованої без урахування будь-якого опору середовища.
- Уран володіє не відкритим ще супутником, який викликає спостережувані відхилення.
- Незадовго перед відкриттям Урана Гершелем сталося зіткнення цієї планети або її зближення з кометою, різко змінило орбіту Урана.
- Закон тяжіння Ньютона не залишається абсолютно справедливим на таких великих відстанях від Сонця, на якому знаходиться Уран, і далі.
- На рух Урана впливає ще одна, до сих пір не відкрита і не відома планета (див. Малюнок) [7].
Варіанти 1-3 були відкинуті астрономічним співтовариством практично відразу, щодо варіанту 4 більшість астрономів зазнавало серйозний скептицизм. Таким чином, найбільш імовірною залишалася гіпотеза № 5.
Я мав розмову з Алексісом Бувара про предмет, над яким я часто розмірковував і який, ймовірно, вас зацікавить; ваша думка визначить і моє. Займаючись багато в останній рік деякими спостереженнями Урана, я близько познайомився з таблицями Бувара для цієї планети. Які видаються незрозумілими протиріччя між «старими» і «новими» спостереженнями підказали мені можливість існування деякого обурює тіла за орбітою Урана, яке залишається поки невідомим, тому не приймалося до сих пір до уваги. Моя перша ідея полягала в тому, щоб встановити емпірично деякий наближене положення на небі цього передбачуваного тіла, а потім взятися з моїм великим рефлектором за роботу, переглядаючи навколо все малі зірки. Але я сам виявився повністю нездатним виконати першу частину такої програми ... Пізніше в розмові з Бувара я запитав його, чи може таке відбуватися. Його відповідь була ствердною ... і що з цього приводу він вів переписку з Ганзеном ... На моє запитання, чи можна отримати положення емпірично, а потім організувати пошуки в близькому оточенні, він дав повністю позитивну відповідь. Він сказав при цьому, що вимагаються для цього обчислення не стільки важкі, скільки громіздкі і що якби у нього був вільний час, то він би їх зробив і передав результати мені, як основу для проведення спостережень саме в потрібному малій ділянці неба.
Ейрі на це відповів:
Я багато розмірковував над неправильностями Урана ... Це - загадка. Але я не вагаючись висловлюю думку, що зараз ще немає ні найменшої надії з'ясувати природу зовнішнього впливу. Якщо ж таке є, то я дуже сумніваюся в можливості визначити положення планети, яка надає цю дію. Я впевнений, що цього не можна зробити, поки природа нерегулярностей не буде добре визначена після декількох послідовних оборотів Урана [навколо Сонця].
Оскільки тривалість обороту Урана становить 84 роки, лист Ейрі охолодило ентузіазм Хассі в пошуках заурановой планети.
Але, незважаючи на скепсис Ейрі, вже до 1836 року у світовому астрономічному співтоваристві склалося уявлення, що за орбітою Урана є досить масивна планета і її треба шукати. На користь цього висловлювалися, наприклад, в 1835 році відомий німецький астроном Е. Б. Вальц і директор обсерваторії в Палермо Н. Каччіаторе. Останній навіть повідомив, що він спостерігав в травні 1835 року рухається небесне світило, яке представляє, мабуть, планету, розташовану за орбітою Урана [10].
Залишилося невідомим, чи дійсно Вартман і Каччіаторе спостерігали нову планету, але, у всякому разі, їх слова говорять не тільки про поширеність гіпотези про існування невідомої планети, а й про те, що був уже поставлено питання про місцезнаходження цієї планети - за орбітою Урана [ 12]. У той же час точних розрахунків характеристик цієї планети і її орбіти не було зроблено до середини 1840-х років в силу надзвичайної складності цього завдання небесної механіки - як принципових, так і технічних. Ейрі з цього приводу займав незмінно скептичну позицію, вважаючи завдання в принципі нерозв'язною [13].
Відкриття «на кінчику пера»
Розрахунки Д. К. Адамса
Генріх Луї д'Арре
Для спостережень був використаний ахроматичний 23-сантиметровий рефрактор. виготовлений компанією І.Фраунгофера [20].
Для пошуку нової планети було два можливих шляхи [21]:
- 1.За видимого переміщення щодо зірок (в цьому випадку кожну зірку в районі передбачуваного знаходження нової планети треба було спостерігати двічі з інтервалом в декілька днів, фіксуючи її точні координати);
- 2. За ймовірно диску (розмір якого, як вказував Леверье, повинен був складати близько 3 ").
Вибір назви нової планети
В Англії Челліс запропонував іншу назву: «Океан» [26].
Скандал з «паперами Нептуна»
Міфи про відкриття Нептуна
Видання «Пророцтв Мішеля Нострадамуса» 1568 року
Відкриття Нептуна, як і будь-яка значна подія в історії, стало обростати міфами. Один з них - це передбачення відкриття Нептуна Нострадамусом. нібито зроблену ним за 300 років до цієї події. В 4-й центурії, 33-м катрені Нострадамуса є рядки:
Юпітер пов'язаний з Венерою більше, ніж з Місяцем,
Явилася у всій своїй красі.
Венера прихована, в світлі Місяця зник Нептун,
Битий важким списом Марса.
Деякі інтерпретатори пророка запропонували таке тлумачення цих рядків:
Дані, що повідомляються провидцем, повністю збігаються з положеннями планет в даний час. Це пора повного місяця (2-й рядок). У світлі Місяця розчиняється світло Нептуна (остання половина 3-й рядки). У момент перших спостережень відстань від Венери до Юпітера менше, ніж від Юпітера до Місяця (1-й рядок). Венера, хоч я знаю, так як знаходиться під горизонтом: згідно з цим вказівкою, час визначається «близько опівночі» (перша половина 3-ої рядка). Марс знаходиться в опозиції до Нептуна (4-й рядок): на мові астрологів вираз «важко вражений» позначає опозицію, оскільки Марс, що знаходиться одночасно в опозиції з планетою Сатурн, є подвійно вагомим ( «важке спис» в 4-му рядку).
У той же час, як відзначають сучасні дослідники спадщини Нострадамуса, його астрологічні розрахунки були далеко не точними, він допускав грубі помилки в розрахунку часу настання місячних фаз. а астрологічні пасажі в «Пророцтвах», незважаючи на їх частоту і строкатість, малоінформативні і майже ніколи не дозволяють уточнити дату події [29].
Світоглядне значення відкриття Нептуна
Відкриття Нептуна мало виключно важливе значення для науки, оскільки воно остаточно підтвердило справедливість як геліоцентричної системи світу Миколи Коперника, так і справедливість і універсальність закону всесвітнього тяжіння. Відкриття раніше невидимої планети було підготовлено союзом небесної механіки і всезростаючої точності мистецтва астрономічних спостережень.
Д. Б. Ейрі відзначав:
У всій історії астрономії і, навіть я можу сказати, у всій історії науки не відбувалося нічого подібного ... Уран, Церера, Паллада були відкриті в ході спостережень, які зовсім не передбачали відкриття планет ... Але рух Урана, вивчене вченими, які перебували цілком під враженням універсальності закону тяжіння, вказувало на дію деякого обурює тіла. Математики, нарешті, зважилися приступити до роботи, щоб упевнитися в можливе існування такого тіла. Вони показали, що припущення про обурюється тілі, що рухається по деякій певній орбіті, повністю пояснює обурення Урана. З твердістю, яку я повинен характеризувати як чудову, вони висловили своє переконання, що обурює планета повинна знаходитися точно в деякому місці і мати такий-то вигляд. Вона дійсно була знайдена на цьому місці і мала передбачений вид. Історія астрономії не знає інших подібних прикладів.