Introducción
Por Jesús A. Guerrero Ordáz.
Asociación Larense de Astronomía, ALDA.
Neptuno es el octavo planeta en orden de alejamiento al Sol. Se desplaza a una distancia media de 4.498,253 millones de Kilómetros (30,06896348 AU) del Sol y demora 60.189 días (164,9 años) en dar una vuelta al Sol. Recibe su nombre del dios romano de los océanos.
Neptuno. Fotografiado por la sonda espacial Voyager II en 1989.
Crédito: NASA/JPL.
El planeta está catalogado como un gigante gaseoso, aunque los astrónomos planetarios han creado una subclase denominada gigante congelado en donde lo ubican conjuntamente con Urano, ya que posee cantidades importantes de metano y amoníaco en detrimento de las de hidrógeno y helio.
El descubrimiento de Neptuno es el triunfo de la mecánica celeste. Los astrónomos que realizaban observaciones de planetas, en la Europa de los siglos XVIII y XIX, utilizaban las tablas de posiciones desarrolladas por Alexis Bouvard (1747-1843). No tardaron mucho en darse cuenta que las posiciones reales que asumía el planeta Urano no coincidían con las calculadas.
Alexis Bouvard, director del Observatorio de Paris (izquierda). Pierre-Simon de Laplace, científico francés (derecha).
Casi inmediatamente del descubrimiento de Urano, quedó claro que algo andaba mal con las posiciones del planeta. La Teoría de las Perturbaciones Mutuas, desarrollada por Pierre-Simon de Laplace entre 1799 y 1825 en su obra Mecánica Celeste, no lograba reproducir la órbita de Urano con una precisión menor de medio minuto de arco (0,5¢). Los científicos de la época expusieron cinco hipótesis para explicar esta anomalía:
1) Un hipotético fluido cósmico (sugerido por René Descartes) que generaba una fuerza de arrastre en el desplazamiento del planeta. Esta hipótesis fue abandonada pronto al no existir ninguna evidencia de tal fluido.
2) Presencia de un satélite masivo que perturbaba su traslación. Abandonada rápidamente al no detectar ningún satélite con el tamaño suficiente para generar esa perturbación.
3) Un impacto cometario que habría modificado su órbita. Hipótesis rápidamente abandonada debido a que las masas de los cometas era insuficiente como para producir tal discordancia.
4) Debilidad de la fuerza de gravedad a esa distancia del Sol. Hipótesis que produjo un gran debate en el seno de la comunidad científica y que ganó algunos adeptos, ya que a la fecha se desconocía mucho sobre el comportamiento de la gravedad (se le consideraba una fuerza). Esta hipótesis fue imposible de refutar para la época.
5) Existencia de un planeta transuránico. Esta hipótesis fue la que encontró mejor recepción en el mundo científico del momento.
La Real Academia de Ciencias de Alemania, desde la Universidad de Gotinga ofrece un premio para la solución de este problema, situación que conducirá al matemático inglés John Couch Adams (1819 - 1892) y al francés Urbain Le Verrier (1811 – 1877) a calcular la posición del posible nuevo planeta.
John Couch Adams (izquierda). Urbain Leverrier (derecha).
Una reseña temporal de los acontecimientos se presenta a continuación:
03 de julio de 1841. Adams publica un trabajo en donde escribe "las irregularidades en el movimiento de Urano todavía tienen un origen desconocido. Es posible atribuir esta anomalía a la acción de un planeta, aún sin descubrir, situado más allá de su órbita".
junio de 1845. François Arago (1786 - 1853) a la fecha director del Observatorio de Paris, convence a Urbain Le Verrier para que trabaje en la resolución de la discrepancia en la órbita de Urano.
23 de septiembre de 1845. Adams intenta reunirse con Airy, por lo que viaja a Londres. No logra su cometido pues Airy se encuentra en Francia.
01 de octubre de 1845. John Adams remite sus cálculos al astrónomo real del Reino Unido en el Observatorio de Greenwhich, George Airy (1801-1892), por intermedio del director del Observatorio de Cambridge, James Challis (1803-1882). Airy, que era partidario de la hipótesis del debilitamiento de la fuerza de gravedad, engavetó estos cálculos ya que los consideró inconsistentes e incompletos, mientras que Challis estuvo buscando al referido planeta en julio y agosto de 1846. Después de descubierto el planeta Neptuno, muchas personas denostaron de Airy por su descuido. Hoy sabemos que la responsabilidad mayor recayó en Challis que no cotejó todas sus observaciones. Además, los errores de posición en los cálculos de Adams, hubiesen hecho muy laborioso el descubrimiento de Neptuno.
George Airy (izquierda). James Challis (derecha).
21 de octubre de 1845. Adams realiza su segundo intento de entrevistarse con Airy. Este no lo recibe por estar cenando.
10 de noviembre de 1845. Leverrier publica su primer trabajo sobre las desavenencias en la órbita de Urano. En el mismo concluye que las perturbaciones combinadas de Júpiter y Saturno no explican los errores en las posiciones de Urano. Presenta su trabajo en la Academia de Ciencias de Paris.
01 de junio de 1846. Le Verrier publica su segundo trabajo sobre la órbita de Urano. En este evalúa todas las hipótesis posibles y deduce que el error en las posiciones de Urano se deben a la presencia de un planeta. Le Verrier bosqueja a grandes rasgos los parámetros del nuevo planeta y da una posición aproximada para comienzos del año 1847.
23 de junio de 1846. George Airy, al enterarse de la noticia de la publicación de Le Verrier (en donde obtiene soluciones parecidas a las planteadas por Adams) se reúne con James Challis y John Herschel y plantea tomar en serio la búsqueda del nuevo planeta.
31 de agosto de 1846. Le Verrier publica su tercer trabajo sobre la órbita de Urano. En el mismo da detalles sobre la órbita del nuevo planeta, así como una estimación de su masa y diámetro angular. Sugiere buscar el nuevo planeta por su apariencia ante el telescopio.
02 de septiembre de 1846. Adams le escribe a Airy para ponerlo al tanto de una nueva estimación de la distancia al nuevo planeta. En la carta elimina los criterios que había asumido de manera arbitraria en notas anteriores.
18 de septiembre de 1846. Le Verrier le escribe al astrónomo Johann Galle (1812 – 1910) del Observatorio de Berlín. y le envía la posición calculada del nuevo planeta. Galle recibe la carta el 23 de septiembre y esa misma noche, trabajando con Heinrich d´Arrest (1822 - 1875), logra divisar en el cielo al nuevo planeta, a la media hora de observación. El planeta se encontraba dentro de un grado de error de la posición calculada por Le Verrier. El 24 de septiembre repiten la observación y detectan el desplazamiento del nuevo planeta en el cielo.
25 de septiembre de 1846. Galle le escribe a Le Verrier y le comenta... "Monsieur, el planeta calculado por usted, realmente existe..."
Johann Galle (izquierda). Heinrich d¢Arrest (derecha).
01 de octubre de 1846. Al conocerse la noticia del descubrimiento del nuevo planeta del Sistema Solar, John Herschel (1792 - 1871) se comunica con William Lassell (1799 - 1880) y le sugiere estar atento a la existencia de posibles satélites en el nuevo planeta. Lassell era astrónomo aficionado y de profesión cervecero.
10 de octubre de 1846. William Lassell reporta el descubrimiento del primer satélite del nuevo planeta. Posteriormente este se llamaría Tritón.
El Bureau des Longitudes de Paris, a sugerencia de Le Verrier, propuso en octubre de 1846 el nombre de Neptuno para el nuevo planeta. Galle sugirió el nombre de Jano y Challis propuso a Oceanus. La propuesta de Le Verrier fue aceptada.
Predescubrimientos.
Neptuno fue observado con antelación por varios astrónomos, pero no pudieron identificarlo como planeta. Esta circunstancia recibe el nombre de Predescubrimiento. El primero de ellos fue Galileo Galilei, quien lo observó a finales de 1612 (28 de diciembre) y comienzos de 1613 (27-28 de enero), cuando se encontraba cerca de Júpiter. Su gran admiración por el movimiento de las cuatro lunas y lo modesto de su telescopio, no le permitieron detectar el lento movimiento del planeta Neptuno que se encontraba muy cerca de Júpiter. En las notas que dejó, Neptuno aparece registrado como una pequeña estrella al lado de Júpiter.
Joseph de Lalande (1732 - 1807) repitió la experiencia de Galileo, 182 años después desde el Observatorio de Paris. Al confeccionar su atlas estelar del hemisferio sur, dibujó, el 08 de mayo de 1795, una estrella en la posición que tenía Neptuno, en la constelación de Libra. Al repetir la observación, dos días después, corrige la posición de una estrella, considerando la circunstancia un error de reporte. Esa “estrella” era el planeta.
En 1822, el astrónomo alemán Karl Ludwig Harding registró a Neptuno como una estrella en su Atlas Novus Coelestis. Igual circunstancia le ocurrió a John Herschel (1792 - 1871) el 14 de julio de 1830, cuando registró al planeta como una estrella. Hubiese sido un hecho excepcional que padre e hijo estuviesen involucrados, cada uno, en el descubrimiento de un planeta. Sin embargo, los intereses que impulsaban a John Herschel era la catalogación de estrellas y nebulosas, preparando su viaje a Sudáfrica para el retorno del cometa 1P/Halley en 1835.
El astrónomo alemán con ascendencia escocesa Johann Von Lamont (1805 - 1879) registró al planeta en tres ocasiones (25oct1845, 07 y 11 sep1846) sin poder discernir su naturaleza.
En 1846, pocas semanas antes de su descubrimiento, el astrónomo inglés James Challis, por encargo de George Airy y como un último recurso para hallar al planeta debido a la noticia de los cálculos de Le Verrier, rastrea la zona sugerida por Adams en búsqueda del nuevo planeta. Realiza observaciones los días 29 y 30 de julio, y 4 y 12 de agosto. Coteja las observaciones de sus dos primeros días y decide abandonar el laborioso trabajo, perdiendo la oportunidad de descubrir a Neptuno. En los registros de los días 4 y 12 de agosto, estaba el planeta dibujado como una estrella.