La scoperta di Nettuno

Ottavo del Sistema Solare per distanza dal Sole e quarto per grandezza, il pianeta Nettuno è simile ad Urano per quanto riguarda la sua composizione. I due pianeti si presentano con un aspetto similare, di colore azzurro intenso, dovuto alla presenza di metano nella loro atmosfera, oltre che di idrogeno, elio, acqua ed ammoniaca.

Distante dal Sole mediamente 4.500 milioni di chilometri e con un diametro equatoriale di 49.528 Km (4 volte quello della Terra), la temperatura minima della sua atmosfera può raggiungere i -220°C. I suoi satelliti naturali conosciuti sono 14, i cui nomi derivano da quelli di antiche divinità marine. Il satellite principale è Tritone, che presenta la particolarità di essere geologicamente attivo: sulla sua superficie infatti, avvengono numerose eruzioni simili a geyser. Nettuno possiede inoltre un sistema di 10 anelli molto tenui e sottili.

La visibilità nel cielo anche ad occhio nudo ha permesso a cinque dei pianeti del nostro Sistema Solare, ovvero Mercurio, Venere, Marte, Giove, e Saturno di essere scoperti già in tempi remoti; la scoperta di Urano, Nettuno e Plutone (riclassificato come pianeta nano nel 2006) invece, ha avuto inizio dopo l’introduzione del telescopio, avvenuta grazie al contributo di Galileo Galilei che, il 21 agosto 1609, rivoluzionò il mondo dell’astronomia presentando al governo veneziano il suo cannocchiale.

Legge di gravitazione di Newton sbagliata o pianeta disturbatore?

Dopo la scoperta di Urano da parte di William Herschel nel 1781, numerosi astronomi rilevarono una serie di anomalie nell’andamento del moto del pianeta: vi erano grandi divergenze tra l’orbita effettiva osservata e quella calcolata teoricamente; irregolarità tali che fu perfino ipotizzato un errore nella legge di gravitazione universale di Newton.

George Biddel Airy, Astronomo reale dell’Osservatorio di Greenwich nominato nel 1835, scrisse alla Royal Society, il 17 dicembre 1836, teorizzando che ci fosse una grande probabilità che “la legge di gravitazione universale differisse leggermente da quella dell’inverso del quadrato della distanza”. Si andava anche diffondendo l’ipotesi che ci fosse un altro corpo celeste, incognito, che svelava la sua stessa esistenza attraverso la sua attrazione esercitata sul moto di Urano.

Per spiegare l’andamento anomalo del moto di Urano, bisognava scoprire l’origine del disturbo che influenzava il suo movimento. Nel settembre 1845 John Couch Adams, matematico britannico all’Osservatorio di Cambridge, terminò i calcoli per determinare le irregolarità del moto di Urano e le ipotesi relative al corpo celeste che ne perturbava l’orbita.

Nel frattempo, l’astronomo francese Urbain Le Verrier, all’insaputa del lavoro di Adams, il 1° giugno 1846, presentò all’Accademia delle scienze francese di Parigi un lavoro analogo. Venuto a conoscenza di tale lavoro, l’astronomo reale Airy, nel luglio 1846 propose a James Challis, direttore dell’Osservatorio di Cambridge, di cercare il pianeta in questione con il telescopio equatoriale, per porre fine ad una questione che sembrava non riuscire ad essere risolta. Era presente anche Sir John Herschel, astronomo inglese, figlio di William Herschel.

Le Verrier, intanto, non trovando riscontro in Francia, inviò i suoi calcoli aggiornati al 31 agosto all’astronomo tedesco Johann Gottfried Galle dell’Osservatorio di Berlino.

La scoperta

Il 23 settembre 1846 all’Osservatorio di Berlino, Galle utilizzò i tabulati di Le Verrier per tentare di osservare il pianeta “invisibile” che causava anomalie nel moto di Urano. Poco dopo la mezzanotte, a meno di un grado dalla posizione prevista da Le Verrier, fu individuato il pianeta, all’interno della costellazione dell’Acquario. Il 24 settembre, a seguito di un’altra accurata osservazione, fu possibile annunciare in modo definitivo l’esistenza del pianeta.

Il 25 settembre Galle scrisse a Leverrier: “Signore, il pianeta, di cui voi avete segnalato la posizione, esiste realmente. Lo stesso giorno, in cui ho ricevuto la vostra lettera, trovai una stella di 8^a grandezza, che non era segnata nell’eccellente carta Hora XXI… della collezione di carte celesti, pubblicate dall’Accademia Reale di Berlino.  L’osservazione del giorno seguente decise che era il pianeta cercato”.

Comunicazione della scoperta e polemiche

La comunicazione ufficiale della scoperta fu data da Encke, direttore dell’Osservatorio di Berlino, in una lettera del 26 settembre, pubblicata in Astronomische Nachrichten, N. 580. L’annuncio portò però ad una feroce diatriba sulla priorità della scoperta, in quanto venne comunicato che anche Adams aveva determinato l’esistenza del nuovo pianeta attraverso i suoi calcoli. In Francia e Inghilterra, infuriarono polemiche accompagnate da una campagna di stampa spietata riguardo i meriti dei due astronomi, polemiche non ancora sopite.

Riconoscimenti

Nonostante ciò, il 5 ottobre 1846 il monarca Louis Philippe nominò Le Verrier Ufficiale della Legion d’Onore e fu designato alla cattedra di Meccanica Celeste presso la Facoltà di Scienze dell’Università di Parigi. La Royal Society, nello stesso anno, conferì a Le Verrier il suo più alto riconoscimento, la medaglia Copley, medaglia che venne conferita anche ad Adams due anni dopo, nel 1848.

Nel 1851 Adams fu eletto presidente della Royal Astronomical Society; nel 1858 divenne professore di Astronomia e Geometria a Cambridge, e nel 1861 successe a Challis come direttore dell’Osservatorio di Cambridge. Nel 1876, Adams divenne Presidente della Royal Society per la seconda volta e conferì la medaglia d’oro a Le Verrier per le sue ricerche planetarie.

Il 10 ottobre 1846, dopo soli diciassette giorni dalla scoperta di Nettuno, l’astronomo inglese William Lassell scoprì il suo principale satellite Tritone.

Osservazioni precedenti

Charles T. Kowal dell’Osservatorio di Mount Palomar e lo storico della scienza Stillman Drake, durante ricerche e studi storici approfonditi, hanno dimostrato che Nettuno fu intravisto da Galileo Galilei nel dicembre 1612 e nel febbraio 1613, mentre stava determinando le posizioni dei satelliti di Giove, identificandolo probabilmente con una stella fissa. Nei suoi taccuini aveva indicato una stella “a” con la scritta: “oltre alla stella fissa a ne seguiva un’altra sulla stessa linea, come qui c’è b, la quale fu osservata anche la notte precedente; ma sembravano più lontane fra loro”, con il relativo disegno. La stella “b” era quasi certamente Nettuno, poiché in quella posizione non esisteva alcun altro oggetto visibile.

Scelta del nome

Il primo nome proposto per il nuovo pianeta scoperto fu quello di Janus, o Giano, divinità romano-italica antichissima, considerato il padre degli dei, il dio creatore. Fu l’astronomo Galle, nella lettera in cui annunciava a Le Verrier la scoperta del pianeta, a proporre questo nome: “Forse questo pianeta sarà degno di essere chiamato Janus, dio dei più antichi dei Romani; così la doppia faccia sarà significante per la sua posizione alle frontiere del sistema solare”. Ma Le Verrier, che non pensava che il nuovo pianeta fosse l’ultimo del sistema solare, propose Nettuno, Dio del mare nella mitologia romana, scrivendo a Galle:

“Vi ringrazio cordialmente della premura che avete messo ad informarmi della vostra osservazione del 23 e 24 settembre. Grazie a voi, eccoci definitivamente in possesso del nuovo mondo. Il piacere che ho provato di vedere che voi l’avete trovato, a meno di un grado dalla posizione che avevo dato, è un poco turbato dall’idea che scrivendovi prima, quattro mesi fa, avremmo ottenuto già allora il risultato che abbiamo appena raggiunto. Il comunicherò la vostra lettera, lunedi prossimo, all’Académie des Sciences. Il Bureau des Longitudes si è qui pronunciato per Neptune. Il segno: un tridente. Il nome di Janus indicherebbe che questo pianeta è l’ultimo del sistema solare, cosa che non si ha alcuna ragione di credere”.

Curiosità

Il periodo orbitale intorno al Sole di Nettuno è di 164,88 anni. Pertanto, dalla sua scoperta nel 1846, il pianeta ha compiuto la sua prima orbita attorno al Sole tra il 2010 e il 2011, ed è stato quindi osservato nella posizione in cui è stato scoperto.

La morte di Le Verrier si ricorda il 23 settembre 1877, lo stesso giorno che Nettuno venne osservato grazie ai suoi calcoli.