Hon na Neptun. Napínavý závod o nalezení osmé planety

Lidé k nebi hleděli v podstatě odjakživa a už v antice znali řadu kosmických těles. Kromě Slunce a Měsíce to bylo pět okem viditelných planet (Merkur, Venuše, Mars, Jupiter a Saturn), za nimiž následovaly stálice neboli hvězdy. Představa o uspořádání a pohybu těchto těles či poloze samotné Země sice s nástupem novověku doznala značných změn (přesun od ptolemaiovského geocentrického systému k systému heliocentrickému, v němž se Země stala „jen“ jednou z planet), ale samotný počet známých vesmírných těles se v podstatě neměnil.

Zásadním milníkem byl vynález dalekohledu na přelomu 16. a 17. století, který brzy po svém uvedení do praxe umožnil mimo jiné objev čtyř Jupiterových měsíců (původně nazvaných Medicejské hvězdy, dnes známých pod jmény Io, Europa, Ganymedes a Callisto), Saturnova prstence či nerovností na povrchu Měsíce. Vesmír se najednou jevil mnohem bohatší a zajímavější. Málokdo však mohl tušit, že to byl jen předkrm.

Hlavní chod přišel 13. března 1781, kdy anglický astronom a hudebník William Herschel (1738–1822) svým vlastnoručně vyrobeným a na svou dobu mimořádně výkonným dalekohledem spatřil neznámý, leč zdánlivě obyčejný objekt, který astronom pokládal za jednu z mnoha hvězd. Pečlivější průzkum ale odhalil, že o hvězdu patrně nejde. Herschel na základě pohybu tělesa během několika následujících nocí dospěl k přesvědčení, že by se mohlo jednat spíše o kometu. To už se objekt dostal do hledáčku dalších astronomů, kteří ovšem „kometární“ hypotéze příliš nevěřili, a brzy se ukázalo, že měli pravdu. Osmého května 1781, tedy ani ne dva měsíce po prvním pozorování, zveřejnil francouzský matematik Bochart de Saron (1730–1794) výpočty, které ukázaly, že neznámé těleso je ve skutečnosti neznámou planetou, jejíž oběžná dráha se nachází až za orbitou Saturnu.

Dalekohled tak poprvé umožnil objev nové planety, která nakonec dostala jméno Uran podle řeckého boha nebes. Ačkoli za objevitele Uranu považujeme Williama Herschela, vyšlo najevo, že těleso v předchozích sto letech pozorovalo hned několik dalších hvězdářů, kteří ale jeho planetární povahu nerozpoznali. Objev neznámé planety ve Sluneční soustavě astronomy z řady zemí podnítil k rozsáhlému pátrání po dalších podobných. Zaměřovali se při tom například na podivnou mezeru mezi Marsem a Jupiterem, kde by se podle takzvaného Titiova–Bodova pravidla planeta nacházet měla, ale jaksi chyběla.

A skutečně, 1. ledna 1801 italský astronom a matematik Giuseppe Piazzi (1746–1826) spatřil dosud neznámé těleso, jehož pohyb naznačoval, že by mohlo jít o planetu. Výpočty dalších astronomů ovšem ukázaly, že těleso, jež bylo podle římské bohyně úrody a obilí pojmenováno Ceres, je oproti známým planetám proklatě malé. Mezi Marsem a Jupiterem byla navíc postupně nelezena řada dalších podobných těles. Dnes jim říkáme planetky a jsou součástí takzvaného hlavního pásu planetek.

Zájem astronomů samozřejmě přitahoval i samotný Uran, který byl ale poněkud neposlušný. Nepohyboval se totiž tak, jak by podle výpočtů měl. Vyrojily se různé hypotézy, proč tomu tak je, avšak jako nejpravděpodobnější se jevilo, že planetu z její předpovězené dráhy odchyluje síla neznámého původu. Například další velká planeta obíhající Slunce až za drahou samotného Uranu. Netrvalo dlouho a zazněla revoluční myšlenka: nebylo by možné spočítat polohu neznámé planety pouze na základě nepravidelností v Uranově dráze?

Jedním z odvážlivců, které tato idea zaujala, byl mladý anglický matematik a astronom John Couch Adams (1819–1892), jenž věřil, že neznámou planetu dokáže najít pouze za pomoci základních fyzikálních zákonů a pečlivých výpočtů. Do práce se pustil v roce 1843 a zanedlouho už konzultoval první propočty s ředitelem Cambridgeské observatoře Jamesem Challisem (1803–1882). K ničemu to nevedlo. Adams se však nevzdal.

V roce 1845 přišel s novou várkou rovnic a sdělil přibližnou polohu, kde by se planeta vychylující Uran měla nacházet. Tentokrát už patrně udělal větší dojem, protože Challis jej vybavil doporučujícím dopisem a poslal ho za greenwichským matematikem a astronomem Georgem Biddellem Airym (1801–1892). Adams se za ním neprodleně vydal a dvakrát se jej pokusil navštívit, ale neměl štěstí. Nemohl tedy za svou věc bojovat osobně a samotné propočty, které se ke skeptickému Airymu posléze přece jen dostaly, staršího astronoma nepřesvědčily. Věc tak opět vyšuměla do ztracena.

Adams ovšem nebyl jediný, kdo věřil, že Uran z dráhy vychyluje jiná planeta, a pokoušel se její polohu vypočítat. V létě 1845 matematik, astronom a ředitel pařížské hvězdárny François Arago (1786–1853) požádal o vyřešení téhož problému věhlasného francouzského matematika Urbaina Le Verriera (1811–1877), který se do svěřeného úkolu neprodleně pustil. Nejprve doložil, že za pozorované nepravidelnosti Uranovy dráhy nemohou jiná známá tělesa Sluneční soustavy, zejména Jupiter a Saturn. Muselo se tedy jednat o neznámou planetu, jejíž polohu se Le Verrier pokusil vypočítat. Výsledky zveřejnil v červnu 1846 a publikace doputovala i k Airymu, který si uvědomil, že Francouzovy propočty se značně podobají těm, jež mu už dříve předal Adams. Nechal si to však pro sebe a ani Adamsovi, ani Le Verrierovi neprozradil, že se touž záležitostí zabývá někdo další. Oba počtáři tak o sobě neměli tušení.

Airy konečně přehodnotil svou skepsi ohledně existence neznámé planety a obrátil se na Challise s žádostí, aby po planetě zkusil pátrat teleskopem Cambridgeské observatoře. Challis poslechl, ale nic nenašel. Objevu byl však velice blízko, stačilo jen pečlivěji prohledat část oblohy udanou Le Verrierem. Francouzský matematik navíc výpočty týkající se pohybu a polohy neznámé planety dál zpřesňoval a poslední výsledky zveřejnil koncem srpna 1846.

V Anglii tou dobou již probíhal nefalšovaný hon na novou planetu, v jehož rozdmýchávání měl prsty i syn objevitele Uranu John Herschel (1792–1871). O tom ale Le Verrier nevěděl a měl pocit, že ve Francii jeho úsilí není věnována zasloužená pozornost.

Osmnáctého září proto své výsledky poslal německému astronomovi Johannu Gottfriedu Galleovi. Galle, který působil na observatoři v Berlíně, se spolu s Heinrichem Louisem d'Arrestem (1822–1875) okamžitě pustil do hledání planety a záhy, konkrétně 23. září 1846, hledaný objekt spařil. Následující noc svá pozorování ověřil a 25. září již napsal Le Verrierovi dopis, v němž mu oznamoval nalezení planety. Ještě předtím, než zpráva doputovala do Anglie, planetu objevil i Challis. Než to však stihl oznámit, zveřejnily informaci 30. září dva časopisy a planeta dostala na popud Le Verriera název Neptun podle římského boha moří.

Angličané byli samozřejmě vzteky bez sebe, že tento významný astronomický závod prohráli, a zkusili tak alespoň vypátrat potenciální Neptunův měsíc. Oběžnici planety, která později dostala jméno Triton, našel už 10. října 1846 anglický astronom William Lassell (1799–1880). Alespoň tedy částečný úspěch pro Brity. Stejně jako v případě Uranu panovaly neshody okolo názvu nové planety. Mnoha Angličanům se totiž Neptun nezamlouval a navrhovali název Oceanus, z Francie zase zaznívala varianta „Le Verrierova planeta“ (Planète Le Verrier). Nakonec ale zvítězil původně navržený název, který je v souladu se jmény ostatních planet Sluneční soustavy.

Nejostřejší spor se ovšem rozpoutal kolem otázky, koho vlastně považovat za objevitele planety. Byl to Galle, který ji jako první přímo pozoroval? Jenže bez Le Verrierových pokynů by netušil, kam se vlastně dívat. Takže Le Verrier? Ano, jeho výpočty skutečně vedly k nalezení nové planety. Jenže co Adams, který dráhu a polohu Neptunu spočítal dřív než francouzský matematik? Potíž je v tom, že Adams své výsledky na rozdíl od Le Verriera oficiálně nikdy nepublikoval a podle akademické praxe by tedy měl být za objevitele považován Le Verrier, který své propočty zveřejnil hned několikrát. I proto za objevitele Neptunu bývá obvykle označován právě on. Le Verrierovo prvenství koneckonců uznal i sám Adams.

Dodejme, že i Neptun astronomové pozorovali už před jeho oficiálním objevem, a jedním z nich byl již zmíněný John Herschel, jehož jméno se mimochodem v polovině 30. let 19. století proslavilo v souvislosti se známou novinářskou mystifikací o objevu života na Měsíc, přezdívanou Great Moon Hoax.

Za doplnění také stojí, že nalezení Neptunu objevitelskou chuť astronomů neukojilo, ba naopak ji ještě rozdmýchalo, což se promíto do následného pátrání po hypotetické planetě, která se měla nacházet mezi Merkurem a Sluncem a do jejíhož hledání se zapojil i Le Verrier. Tentokrát však úspěch neslavil. To už je ale zase jiný příběh.

Lequeux, J. (2012). The Discovery of Neptune (1845–1846). In Astrophysics and space science library (pp. 21–53). https://doi.org/10.1007/978-1-4614-5565-3_2

Najser, P. (2007) Jak byla (ne)objevena poslední planeta: O falešné kometě a chybějící planetě. Astropis, 14(2), 8–13

Najser, P. (2007) Jak byla (ne)objevena poslední planeta: O neposlušném Uranu a dvou geniálních počtářích, Astropis, 14(3), 14–18

Najser, P. (2007) Jak byla (ne)objevena poslední planeta: O klikaté cestě k objevu a marných pokusech zopakovat historii. Astropis, 14(4), 12–17

Smith, R. W. (1983). William Lassell and the Discovery of Neptune. Journal for the History of Astronomy, 14(1), 30–32. https://doi.org/10.1177/002182868301400102