23. září nastává podzimní rovnodennost. A také výročí objevení Neptunu

Země i všechny ostatní planety Sluneční soustavy obíhají okolo Slunce zhruba ve stejné rovině. Astronomové jí říkají ekliptika (ze starořeckého ekleiptikos kyklos, tedy „dráha zatmění“). Není nikterak překvapivé, že při pohledu ze Země se pak tato rovina jeví jako linie na obloze, kolem které se zdržují všechny planety a na níž se během roku vystřídají na pozadí za Sluncem zvířetníková souhvězdí (v případě zájmu se čtenáři mohou vrátit k tomuto článku a dočíst se o celé problematice podrobněji).

Druhým pojmem, který budeme pro dnešní článek potřebovat, je tzv. nebeský rovník. A abychom přesně pochopili, oč se jedná, přizvali jsme si tentokrát na pomoc průvodce. Bude jím sympatický kreslený chlapík, neohrožený polárník jménem Franta.

Jak všichni víme, pomyslná zemská osa míří do blízkého okolí Polárky. Tuto hvězdu najdeme velmi snadno, jestliže se podíváme na asterismus Velkého vozu a linii jeho „zadních kol“ si zhruba šestkrát prodloužíme směrem nahoru. A protože Franta se právě nachází na severním pólu, Polárku tu zákonitě uvidí přímo v nadhlavníku:

Pak si Franta vzpomene na zajímavou věc, které si nedávno všiml během letní dovolené v oblasti rovníku. Uvědomí si, že zatímco na severní točně vidí Polárku přímo nad hlavou, na rovníku byla naopak téměř na úrovni obzoru – a že v nadhlavníku tu měl myšlenou čáru nazývanou nebeský rovník. Tedy vlastně kružnici na obloze, která by v nekonečnu obkružovala celý svět přesně nad linií rovníku nakresleného třeba na zemi (stejně jako u památníku Mitad del Mundo v Ekvádoru).

Proto je Frantovi najednou jasné, že na pólu je na úrovni obzoru naopak rovník. Když se tu dostatečně vynadívá na věčný sníh a led, vydá se Franta z točny zpět „domů, do Prahy, do Podolí, do lékárny“ (znalci her Divadla Járy Cimrmana zajisté vědí, o čem je řeč). Aby se sem dostal, musí se posunout na 50. stupeň severní šířky – neboli popojít o 40 stupňů jižněji. Během přesunu bude pochopitelně jeho tělo svírat kolmici se zemí, po které půjde, takže se stane zajímavá věc: po ujití celé cesty se najednou i Frantův pohled vodorovně před sebe oproti pohledu na pólu skloní. Pro názornost se podívejme na obrázek.

Pro lepší názornost jsme se rozhodli šikmou linku nadepsat „Frantův obzor“, přestože výstižnější by snad bylo „směr Frantova pohledu“. Aby byla zmíněná čára opravdu Frantovým obzorem, musela by pochopitelně mít společný bod s černou kružnicí tam, kde má Franta naznačeny nohy. Pokud si však uvědomíme, jak nesmírně malý je dospělý člověk oproti celé naší planetě, můžeme výškový rozdíl necelých dvou metrů úplně klidně zanedbat.

Důležitý je pro nás čtyřicetistupňový úhel označený černou šipkou. Na něm je totiž názorně vidět, proč je v České republice nebeský rovník myšlenou čárou na obloze, kterou si můžeme představit 40 ° nad obzorem, a to nad tím jižním. Celá záhada je vysvětlitelná jednoduše tím, že zatímco rovník (i ten nebeský) zůstává stále tam, kde byl, člověk dívající se přímo před sebe v České republice se oproti člověku na pólu vlastně dívá o něco víc „do země“ a linie nebeského rovníku by se objevila naopak nad jeho hlavou.

Stejně jako na jaře nyní již brzy nastane okamžik, kdy Slunce bude svítit prakticky kolmo na zemský rovník (považujeme-li zemskou osu v měřítku lidského života za nehybnou). Země se totiž na své cestě okolo Slunce právě nachází v takovém místě, kde ke Slunci nepřiklání severní ani jižní polokouli více. Na Zemi proto zažijeme chvíli, kdy Slunce doputuje právě do průsečíku ekliptiky s nebeským rovníkem (říkáme, že Slunce projde tzv. podzimním bodem). Zopakujme, že se tak stane 23. září ve 2:05 SELČ.

Vypočítaná planeta

Zajímavou shodou náhod je právě toto datum spojeno i s významnou historickou událostí. Již od konce 18. století víme o planetě Uran, kterou objevil Angličan německého původu William Herschel. Když však astronomové začali jeho pohyb po obloze podrobněji studovat, všimli si podivného chování této planety – nenacházela se téměř nikdy přesně v místě, kde ji pozorovatelé očekávali na základě zákonů nebeské mechaniky. Když v roce 1821 publikoval francouzský astronom Alexis Bouvard (1767 – 1843) své tabulky popisující pohyb tří tehdy známých obřích planet, bylo zřejmé, že Uran se chová výrazně jinak. Bouvard proto vyslovil domněnku, že kdesi za Uranem se musí nacházet ještě jedna obří planeta, která Uran svou gravitací ovlivňuje.

Na základě této hypotézy pak Francouz Urbain Le Verrier (1811 – 1877) a Angličan John Couch Adams (1819 – 1892) nezávisle na sobě vypracovali výpočty polohy této neznámé planety. Je vždy zajímavé nezůstat u jmen a nahlédnout za závoj drobných kapitol lidských osudů, o kterých historie mlčí – a tak zjistíme, že Adams byl v té době čerstvě dostudovaný a také velmi nesmělý a neprůbojný mladík. První výsledky svých výpočtů zaslal v roce 1845 staršímu kolegovi Jamesi Challisovi, ten se jimi však nezabýval. Adams se proto obrátil na ředitele greenwichské hvězdárny George Airyho, jenže v dopise neupřesnil, čeho se zaslané výpočty týkají. Airy mladíkovi odepsal a žádal ho, aby mu vysvětlil jejich účel – jenže Adamse kontakt s druhými lidmi stál poměrně dost přemáhání, takže usoudil, že namísto konzultace se zkušenějším odborníkem si raději poradí sám. Airymu již neodpověděl.

Mezitím, jak již víme, Urbain Le Verrier na druhé straně kanálu La Manche pracoval na svých vlastních výpočtech. Podobně jako mladý Adams (a koneckonců podobně jako každý, kdo si chce ověřit správnost směřování své práce) poslal i Le Verrier své propočty kolegům, respektive členům Francouzské akademie věd. A zde nastává v celém příběhu ten nejzajímavější zvrat: kromě toho totiž Le Verrier oslovil i dalšího odborníka – a tím nebyl nikdo jiný než George Airy z Greenwiche! Britského astronoma samozřejmě dopis ohromil, okamžitě si vzpomněl na výpočty zakřiknutého mladíka zaslané bez vysvětlení. Spojil se s Jamesem Challisem, ale sám se kupodivu v Greenwichi nepustil do hledání nové planety na obloze. Řekl si, že bude natolik slabá a vzdálená a její „toulání“ oblohou typické pro planety bude tak nevýrazné, že planetu nikdy nikdo nespatří. O něco více nadšení projevil Challis, ale při pozorování narazil přesně na ty obtíže, které Airyho odradily. Začal sice provádět pozorování a jako výchozí bod zvolil zakreslování poloh hvězd v dané oblasti oblohy, jenže mu přitom ušlo, že jedna z těchto hvězd svou polohu stačila změnit. Kdyby si to byl uvědomil, mohl se stát objevitelem Neptunu (později vyšlo najevo, že jej nevědomky pozoroval hned čtyřikrát).

Le Verriera vlažné reakce francouzských i britských kolegů vůbec netěšily. Rozhodl se tedy oslovit Johanna Gottfrieda Galleho (1812 – 1910) z Německa. Byla to od něj dílem také oplátka za laskavost, kterou mu Galle o něco dříve prokázal, když mu poslal k posouzení vlastní disertační práci i s věnováním. Galle byl potěšen, že se na něj nyní Le Verrier obrací s žádostí o pomoc, a ihned se pustil do pozorování. Měl k dispozici také nejnovější hvězdnou mapu, a tak se mu velmi brzy podařilo najít světelný bod, který v ní nebyl zanesen. Ani ne jeden stupeň od předpovězené polohy Neptunu. Následující noc si pak jeho polohu ověřil – a zjistil, že se změnila. Neptun byl objeven.

Stal se první planetou, o které se lidé dozvěděli jiným způsobem než jejím přímým spatřením okem nebo v dalekohledu. Důvody jsme naznačili výše – kvůli obrovské vzdálenosti od Slunce (průměrně asi 4,5 miliardy kilometrů) je na obloze velmi slabý a také jeho zdánlivý pohyb po obloze je velmi nevýrazný. Je tedy velmi snadné se domnívat, že svou polohu vůči hvězdnému pozadí nemění a kolem Slunce neobíhá, a zaměnit jej tak za jednu z hvězd (pokud už tedy máme k dispozici dalekohled a dávku štěstí, abychom jej vůbec spatřili). Koneckonců, právě to se stalo zmiňovanému Jamesi Challisovi, ale několik století před ním dokonce i samotnému Galileovi. Ano, skutečně – v Galileových poznámkách najdeme zmínku o tom, že Neptun pozoroval, ale považoval jej pouze za hvězdu úhlově blízko k Jupiteru, o který mu té noci šlo především. Podobně blízko měl k objevu Neptunu i Francouz Jerôme Lalande v 18. století.

Tajemný svět na okraji Sluneční soustavy nám však svou existenci odhalil až v den podzimní rovnodennosti roku 1846, tedy právě před kulatými 180 lety.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] astro.cz
[2] edu.techmania.cz
[3] etymonline.com
[4] cs.wikipedia.org
[5] astronomia.zcu.cz
[6] thevintagenews.com

Převzato: Hvězdárna barona Artura Krause v Pardubicích