Neptun má narozeniny

Pokud počítáme, kde se nacházel Neptun v minulosti, zjistíme, že se také na obloze těsně setkával s Jupiterem. K jednomu z těchto těsných přiblížení došlo v září 1702. To už lidé běžně sledovali oblohu dalekohledem. Ovšem žádné záznamy o pozorování Neptunu z té doby nemáme. Jenže ještě předtím došlo k přiblížení planet v lednu 1613. A to už musíme zpozornět, protože to se přesně shoduje s dobou, kdy Jupiter pozoroval Galileo Galilei. Tento italský astronom byl nejen jedním z prvních, kdo namířil dalekohled na nebe, ale především to byl vynikající pozorovatel, který si dělal velice přesné záznamy. A tak se dá skutečně dohledat také jeho pozorování Jupiteru a jeho měsíčků v jeho deníku z té doby a mezi těmito záznamy najdeme také Neptun.

Tehdy, 28. prosince 1612 si Galileo zakreslil Jupiter a okolní měsíce. V deníku najdeme dvakrát zakreslenou hvězdu, která se přesně shoduje s tehdejším postavením Neptunu. Vžijeme-li se trochu do myšlení Galilea, lze předpokládat, že si zakreslil v okolí Jupiteru právě Neptun, protože si podle něj porovnával pohyb planety, nebo se mohl domnívat, že jde o některých z jeho dosud nepozorovaných měsíců. Zatímco jasnost galileovských měsíčků je do 6 mag, tak Neptun má téměř 8 mag. Proto mohl být považován za slabý měsíc, zatímco blíže nad Jupiterem byla ještě hvězda 7 mag, kterou ani nezakreslil. Vzhledem k tomu, že si u Neptunu poznamenal „fixa“, tedy označil jej jako hvězdu, tak jej asi za měsíc nakonec nepovažoval.

Pozoruhodný je však jeho nákres z 28. ledna 1613. Tehdy se nacházel Neptun poblíž téže jasnější hvězdy 7. velikosti, o níž byla řeč v předchozím textu. V jeho deníku je zřetelně vidět nejen přesný směr, ale i vzdálenost hvězdy od Jupiteru. Za touto hvězdou si pak na samostatném nákresu nakreslil ještě druhou hvězdu a to přesně v tom měřítku, v jakém zakresloval i polohy měsíčků. Přesně tam se tehdy nacházel Neptun. U tohoto samostatného nákresu si Galileo poznamenal: „Za hvězdou (a) následuje na stejné přímce další, označená (b), která byla pozorována rovněž předcházející noci, ale tehdy se zdály být dále od sebe“… Pokud si prohlížíme deník z 27. ledna, skutečně tam hvězdu 7. velikosti zakreslil, ale Neptun nikoli. Pokud však vezmeme v potaz jeho pečlivost, s jakou si záznamy dělal, kdy si vždy přesně změřil vzdálenosti měsíčků a hvězd v poloměrech Jupiteru, lze předpokládat, že si při pozorování 27. ledna skutečně všiml i slabší hvězdy, ale protože obě byly poměrně mimo rovinu oběhu měsíčků a Neptun v ten den byl od hvězdy 7. velikosti asi jako Ganyméd od Jupiteru (tedy poměrně daleko od sebe), tak už ji nezakreslil. Pokud však o den později viděl tuto dvojici zas a my uvážíme, jak měl v oku vzdálenosti v poměru ke kotoučku Jupiteru, nelze se divit, že si všiml toho, jak se k sobě ty dvě hvězdy přiblížily a to natolik, že tomu věnoval podrobný nákres a pozoruhodný zápis.
To, zda si Galileo opravdu uvědomil, že se nejedná o hvězdu se asi nedovíme. To by mělo být předmětem dalšího zkoumání. Možná poznámku o tomto objevu ukryl do nějakého akronymu, ale každopádně díky jeho pečlivě vedenému deníku víme, že první, kdo vědomě pozoroval Neptun byl Galileo Galilei 28. prosince 1612 a 28. ledna 1613. 
Pro zajímavost: 5. ledna 1613 byl Neptun ještě blíže Jupiteru a Galileo jej na obrázku neoznačil. Respektive zkoumáním bylo zjištěno, že v deníku z tohoto dne se na místě Neptunu nachází malá tečka udělaná inkoustem pocházejícím z doby Galilea, ale tečka není popsána.

Jak bylo řečeno, z přiblížení k Jupiteru v roce 1702 nejsou známy žádné záznamy. Bylo by nejspíše potřeba objet řadu hvězdáren v Evropě a prohledat jejich záznamy. I tak je málo pravděpodobné, že se našel někdo tak osvícený jako Galilei, kdo by znovu Neptuna zakreslil.
Ještě jedno pozorování před jeho objevem však známe. Zakreslil jej Lalande v květnu 1795. V záznamech je na jeho pozici hvězda vyznačena dvojtečkou, protože Lalande jej správně zaznamenal 8. i 10. května, ovšem rozhodl se první pozici zahodit a druhou označil poznámkou „pochybná“, ale jak dnes víme, posun hvězdy byl projevem vlastního pohybu planety.

Neptun je tedy nakonec znám jako planeta předpovězená výpočtem. Po objevu Uranu 13. 3. 1781 Williamem Herschelem se ukázalo, že vykazuje určité nepřesnosti polohy, vůči výpočtům podle pohybových zákonů. Alexis Bouvard, který v roce 1821 publikoval tabulky poloh Uranu, tyto odchylky dával do souvislosti s gravitačním působením neznámé planety za Uranem. Úkol vypočítat polohu neznámé planety si stanovil nejprve John Couch Adams, mladý anglický matematik, tehdy ještě dvaadvacetiletý student. Tuto poznámku si udělal 3. 7. 1841. O dva roky později úspěšně dokončil studia a mohl se pustit do výpočtů. V září 1845 kontaktoval se svými výsledky Jamese Challise z Cambridgeské observatoře, ale nepochodil. Poté se v říjnu obrátil na George Airyho z Greenwichské hvězdárny, ale protože ho nezastihl doma, zanechal mu své výsledky bez přesných výpočtů k nahlédnutí. Airy mu v listopadu odepsal s žádostí o další vysvětlení, zda výpočty sedí na odchylky Uranu vypočítané Bouvardem. Adams byl v té době již tak zdatným astronomem v oblasti nebeské mechaniky, že se s odpovědí Airymu ani neobtěžoval. V Anglii tedy Neptun nikdo nehledal, protože Airy jeho dopis nadále neřešil.
Mezitím se ve Francii výpočtům věnoval také Urbain Le Verrier. Ten přišel se svými výsledky za francouzskou akademií věd 10. listopadu 1845. Zvrat nastal v červnu 1846, protože Le Verrier se se svými výsledky obrátil dopisem také k Airymu. Ten byl pochopitelně překvapen, protože věděl o výpočtech Adamse z minulého roku a zjistil, že oba výsledky jsou ve vzácné shodě. Odchylka obou výpočtů byla prý do jednoho stupně. Airy tedy ihned kontaktoval Challise z Cambridge, kde byl tehdy největší dalekohled, s žádostí o hledání neznámé planety. Sám se bohužel o totéž v Greenwichi nepokusil, což byla také chyba, ovšem Airy se domníval, že planetu nemůže jeho dalekohledem najít. Challis nakonec začal Neptun hledat počínaje 29. červencem 1846. Protože však neměl k dispozici aktuální a přesné mapy oblohy, prováděl pouze zákresy pozorovaných hvězd a bohužel si nevšiml, že hvězda, kterou zaznamenal 8. a 12. srpna, je Neptun. Celkem přitom provedl 3150 zákresů hvězd v dané oblasti. Neptun pak do jeho objevu v září pozoroval dokonce čtyřikrát.

Le Verrier informuje 31. srpna 1846 francouzkou akademii věd o přesných parametrech, vzhledu a poloze neznámé planety. Dva dny na to, na začátku září, posílá Adams Airymu informace, že odchylky Uranu perfektně sedí na teoretický výpočet. Je nepochybné, že v té chvíli Adams nevěděl nic o Le Verrierově práci a že Le Verrier nevěděl o Adamsovi.

Le Verrier nakonec nenašel ve Francii dostatek pochopení a tak se mimo jiné obrací 18. září dopisem na berlínského astronoma Johanna Gotfrieda Galleho. Ten ihned po obdržení dopisu, 23. září 1846, začal planetu hledat. Ke štěstí Galeho a d'Arresta se jim podařilo na hvězdárně najít mapu správné části oblohy, která vznikla teprve na počátku roku 1846. A tak zatímco Galle hlásil polohy a magnitudy hvězd a d'Arrest kontroloval v mapě, brzy zahlásil Galle hvězdu, která v mapě nebyla. Ani ne stupeň od předpovězené polohy. Polohu si ověřili následující noc a když se zřetelně změnila, nebylo pochyb. Neptun byl objeven.

Vrátíme-li se v našem článku na začátek, bylo zde řečeno, že Neptun slaví narozeniny. Podíváme-li se, kde byl v den svého objevu 23. 9. 1846 a kde jej máme nyní přesně o jeden jeho oběh kolem Slunce, potom vidíme, že poloha mezi hvězdami se přesně neshoduje. Je to dáno tím, že se na Neptun díváme z pohybující se Země. Ta byla v září v jiné části své dráhy a Neptun se tak promítal vůči vzdálenému hvězdnému pozadí do jiných míst.

Pokud si uvědomíme, že Neptun je považován za nejvzdálenější planetu Sluneční soustavy, protože Pluto bylo, dá se říct, po právu vyřazeno, potom od 12. července 2011 platí, že všechny známé planety obíhající kolem Slunce již vykonaly od svého objevu nejméně jeden oběh kolem mateřské hvězdy. Pěkné narozeniny, Neptune!

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] W. M. Smart: John Coach Adams and the Discovery of Neptune
[2] Happy Birthday, Neptune
[3] Anna M. Nobili: Galileo’s prediscovery of Neptune
[4] Dennis Rawlins: The Great Unexplained Residual in the Orbit of Neptune
[5] Wikipedia: Neptun (planeta)
[6] Wikipedia: John Couch Adams
[7] František Martínek: Rozloučení s planetou Pluto
[8]Pavel Najser: Odhalená tajemství galileových deníků, Astropis 4/2007