Fundur Neptúnusar

 
Í meira en 170 ár hafa menn deilt um það hver eigi heiðurinn af því að reikistjarnan Neptúnus fannst. Í sögubókum er því jafnan slegið föstu að finnandinn hafi verið franski stjörnufræðingurinn Urbain Le Verrier, en Englendingurinn John Couch Adams hafi orðið fyrstur til að reikna stöðuna út. Mistök hafi leitt til þess að spá Adams hafi ekki án tafar verið fylgt eftir með athugunum.

Nú hefur blaðakonan Trudy E. Bell, sem sérhæfir sig í fréttum um vísindaleg efni, ritað yfirgripsmikla grein um málið í tímaritið Sky & Telescope (september 2022). Þar sýnir hún fram á að atburðarásin var mun flóknari en áður var talið. Greinin er löng, einar sjö blaðsíður. Hér verður stiklað á stóru um efni hennar.

Árið 1845 settu tveir afburðafærir stjörnufræðingar sér það verkefni að reikna út stöðu óþekktrar reiktstjörnu sem skýrt gæti óreglur í göngu reikistjörnunnar Úranusar í útjaðri sólkerfisins. Hvorugur stjörnufræðinganna vissi um viðleitni hins. Í september 1845 gerði Adams sér þrívegis ferð til að heimsækja George Biddell Airy, yfirmann stjörnustöðvarinnar í Greenwich, í því augnamiði að fá hann til að leita að reikistjörnu á þeim stað sem Adams hafði reiknað út. Adams hafði ekki tilkynnt komur sínar fyrir fram, og svo vildi til að Airy var ekki heima. Í síðustu heimsókninni  skildi Adams eftir bréf þar sem hann skráði reiknaða himinstöðu hinnar óþekktu reikistjörnu. Hálfum mánuði síðar, hinn 5.  nóvember 1845, sendir Airy svarbréf þar sem hann innir eftir ákveðnum stærðfræðilegum upplýsingum varðandi útreikningana. Ekkert svar barst frá Adams.  

Í júní 1846 birti Le Verrier sína spá um væntanlega himinstöðu hinnar óþekktu reikistjörnu. Það varð til þess að leit hófst við stjörnuturninn í París. Sú leit bar ekki árangur og var henni hætt um miðjan ágúst. Bar þar margt til, léleg stjörnukort, fremur lítill sjónauki (19 cm í þvermál) og slæm athugunarskilyrði.

Þegar hér var komið sögu hafði Airy í Greenwich tekið eftir því að spám Adams og Le Verrier bar nokkurn veginn saman. Hann lagði fast að James Challis, prófessor í stjörnufræði í Cambridge, að láta fara fram gagngera leit með 29 cm sjónauka Cambridgeháskóla. Challis hóf leitina 29. júlí. Bjóst hann við að leitin yrði seinleg og tæki einar 300 klukkustundir.
 
Hinum megin Ermarsunds ritaði Le Verrier bréf til Jóhanns Gottfried Galle við stjörnuturninn í Berlín og bað hann um að leita. Galle og ungur aðstoðarmaður hans, Heinrich d'Arrest, tóku verks með 24 cm sjónauka nálægt miðnætti hinn 23. september. Þeir höfðu í höndunum nýtt og nákvæmt stjörnukort yfir leitarsvæðið, og eftir aðeins klukkustund höfðu þeir fundið reikistjörnuna, innan við eina gráðu frá þeim stað sem Le Verrier hafði spáð. Þegar Challis í Cambridge frétti þetta fór hann aftur yfir eigin athuganir og uppgötvaði sér til sárrar gremju að hann hafði séð reikistjörnuna sex vikum fyrr, án þess að gera sér grein fyrir því að þetta væri hún.  Nafnið Neptúnus var tillaga Le Verriers og eftir nokkrar umræður var það nafn viðtekið.

Nú hófust hatrammar deilur um það hver ætti að teljast finnandinn. Ætti það að vera Adams, sem leysti útreikningana fyrstur, Le Verrier sem varð fyrstur til að birta sína útreikninga, eða Galle og d´Arrest sem fyrstir sáu Neptúnus og voru meðvitaðir um það. Airy var legið á hálsi fyrir að hafa ekki stutt Adams nægilega fljótt og vel. Sú gagnrýni leiddi til þess að hann var ekki lagður til hinstu hvílu í Westminster Abbey eins og fyrirhugað hafði verið vegna vísindalegra afreka hans.

Deilurnar um finnandann voru varla hljóðnaðar þegar óvæntar upplýsingar litu dagsljósið. Bandarísku stærðfræðingarnir Benjamin Peirce við stjörnustöðina í Harvard og Sears Cook Walker við stjörnustöð sjóhersins í Washington höfðu grafið upp eldri athuganir sem sýndu stöðu Neptúnusar aftur til ársins 1795. Þá kom í ljós að reikistjarnan hafði hvorki fylgt reiknaðri braut Adams né Le Verriers. Það var nánast fyrir tilviljun að spárnar voru réttar þegar leitað var.  Leit sem framkvæmd hefði verið áratugum fyrr eða síðar hefði tæpast borið árangur.

Lengi vel var mönnum ráðgáta hvers vegna Adams hefði ekki birt niðurstöður sínar og hvers vegna Airy hefði ekki fengið fleiri stjörnufræðinga til að leita. Airy hafði skilið eftir sig fjölda bréfa og skjala, en þær heimildir höfðu horfið úr skjalageymslu stjörnustöðvarinnar í Greenwich einhvern tíma milli 1960 og 1970. Stjörnufræðingurinn Olin J. Eggen, sem starfaði við stjörnustöðina, var grunaður um stuldinn, en hann neitaði staðfastlega. Það var ekki fyrr en eftir lát Eggens, árið 1998, að plöggin fundust í fórum hans, þá komin til Chile. Þessi plögg ásamt öðrum vörpuðu ljósi á ýmislegt sem erfiðleikum gat valdið og haft áhrif á gang mála. Þar má nefna takmörkuð fjárráð  Adams, sem þurfti öllum stundum að sinna kennslu sér til framfæris og hafði því lítinn tíma til bréfaskrifta. Fundist hefur bréf dagsett 13. nóvember 1865 þar sem Adams ætlar að svara Airy, en hættir í miðjum klíðum. Bréfið var aldrei póstlagt. Slæleg viðbrögð  Airys hafa hugsanlega stafað af því að kona hans var komin að barnsburði og fyrri fæðingar höfðu reynst erfiðar mjög.
 
Að lokum er þess getið í grein Trudy Bell að stærðfræðingurinn Henri Poincaré hafi sýnt fram á það árið 1892 að útilokað sé að reikna braut reikistjarna með fullkomnu öryggi á grundvelli þyngdarlögmáls Newtons. Það skýri hvers vegna útreikningar Adams og Le Verriers voru ekki óskeikulir.

Þ.S. 1. ágúst 2022.