Bolygószámláló: a planéták kistestvéreinek születése – II. rész

Csillagvizsgáló Svábhegyi

Sorozatunk első részében megismerkedhettünk az ókori bolygójelöltekkel. Találkozhattunk a Vénusz két arcával, a Föld sosem látott ikertestvérével, az Ellenfölddel, illetve a Nappal és a Holddal, mint planétákkal. Végezetül megállapítottuk, hogy az ókor hét bolygót hagyott maga után (Nap, Hold, Merkúr, Vénusz, Mars, Jupiter és Szaturnusz). Ez az elképzelés még a középkori Európában is széles körben elterjedt volt. Jelen cikkünkben nyomába eredünk a tudományos bolygófogalom kialakulásának, és azt is megnézzük, hogyan szökhetett fel a bolygók száma az ókori hétről egészen tizenötre!

Kopernikusz forradalma

A bolygófogalom tekintetében is Kopernikusz indította el a változást, a róla elnevezett forradalmával. A csillagászatot alapjaiban felfordító csillagász szerint a Föld is csak egy a bolygók sorában. Milyen hatalmas fordulat! A bolygók egészen idáig azokat az objektumokat jelentették, amelyeket bolyongani látunk az égen. Ezeket alapvetően az égbolton levő, vagyis igen távoli dolgoknak gondolták. Erre Kopernikusz (néhány alig ismert hellén gondolkodóval együtt) azt mondta, hogy a saját talpunk alatt lévő, evilági, kézzelfogható és kaotikus valami szintén bolygó! Nem lehet eléggé kihangsúlyozni ezt a fundamentális változást, ehhez képest a bolygó fogalmában később bekövetkező módosulások a már csak utolsó simítások. Az égi, a tökéletes, a nem változó szféra eggyé vált a földivel, a tökéletlennel és a mulandóval.

A forradalmi gondolkodással a Nap és a Hold elvesztette bolygó mivoltát, a Föld pedig megszerezte azt. Az így kijövő hatos szám már nem lehetett olyan maradandó, mint a korábban elfogadott hetes. Kopernikusz 1543-ban tette közzé munkáját, amely széleskörű vitát indított el. A pro és kontra érvek évtizedekig lebegtek a levegőben, igazi konszenzus nem alakult ki. Ennek nemcsak teológiai, de fizikai okai is voltak.

A geocentrikus és a heliocentrikus világkép sematikus rajza. A korabeli elképzelések még kör alakú pályával számoltak, nem elliptikussal, mint az ábráról sejthető lenne. Kép forrása (saját módosításokkal): https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Geoz_wb_HE.svg,

Az első bizonyíték: „csillagok” keringenek a Jupiter körül

A tehetetlenség törvénye még nem volt ismert, így a Föld forgása olyan ellentmondásokat okozott, melyeket nem tudtak feloldani a Kopernikuszt követők. A heliocentrikus rendszer végső és megingathatatlan győzelmét így csak Isaac Newton a Principia című könyvében hozhatta el, mely 1687-ben jelent meg. A modern fizika atyja tette lehetővé a kopernikuszi világmodell fizikai hátterének megértését, és így kétség nélküli elfogadását. Ám ez nem jelenti, hogy korábban ne születtek volna meggyőző érvek mellette. Ilyen volt Galileo Galilei felfedezése, miszerint négy égitest a Jupiter körül kering. A nagy port kavaró bejelentés igazán meggyőző érv volt a heliocentrikus világszemlélet mellett. A nagy vetélytársának, a geocentrikus elméletnek egy alaptételét cáfolta, miszerint minden a Föld körül kering. Természetesen elgondolhatnánk valami köztes megoldást, miszerint a bolygók körül keringhetnek égitestek, de mégis minden égitest közvetlenül vagy közvetve a Föld körül kering. Ez a mai gondolkodásmóddal még összeférne, de a korabeli arisztoteliánussal nem nagyon (Tycho Brahe korábban próbálkozott egy ilyen hibrid rendszerrel, de soha nem lelt támogatókra széles körben). Arisztotelész és fizikája szerint ugyanis a Föld alapvetően más anyagból áll, mint az égiek. A föld (kisbetűvel, mint anyag) természetéből adódóan a Kozmosz középpontjába törekedett, ezért is került a Föld középre. Ezzel ellentétben a „Hold feletti világ” anyaga az ötödik elem, az éter. Ezen tökéletes és örök anyag természetétől teljesen idegen lett volna, hogy ne a Föld körül keringjen. Hát miért nem léptek tovább a korabeli arisztoteliánusok, azt mondva, hogy ez márpedig az éter tulajdonságaival is összefér? Ennek nem csupán tekintélytisztelet volt az oka, mint azt sokan gondolják ma. A teljes korabeli fizika és világmagyarázat alapvető pillérei remegtek volna meg. Vagyis nemcsak a csillagászat borult fel, de a fizika is. Ma már persze azt mondjuk, hogy hadd boruljon az arisztotelészi fizika, az csak a fejlődés gátja, azonban akkoriban még nem állt rendelkezésre igazán kidolgozott alternatíva. Ne felejtsük el, hogy Kopernikusz után még százötven, Galilei után hatvan évet kellett várni Isaac Newtonra, aki teljességében megalkotta az új fizikát.

Szamosvári Zsolt rajza. Galilei ennél jóval kisebb nagyítással dolgozhatott, mikor felfedezte a Jupiter holdjait. Kép forrása: eszlelesek.mcse.hu

Éppen ezért mért az Arisztotelészi alapokra csapást a Jupiter körül keringő csillagok felfedezése. Szándékosan nem használtuk eddig a Jupiter holdjai kifejezést, ugyanis a korban nem létezett a hold fogalom, nem ismertek bolygók körül keringő égitesteket. Galilei is csillagként hivatkozott először a később róla elnevezett égitestekre. A következő években pedig a bolygó elnevezést használták rájuk. A döntés igen logikus volt, hiszen a Jupiter körül keringő apró égitestek mozogtak az égen, így semmiképpen sem tartozhattak az állócsillagok közé. Milyen más kategóriába sorolhatták volna hát az új égitestet, mintsem a vándorló planéták közé? Így lettek a nagybolygók holdjai kísérőbolygók egy rövid időre.

Mindössze a 17. század közepére-végére tisztult le teljesen a hold fogalma, mellyel újra hatan lettek a planéták. Addigra ugyanis a Szaturnusz körül is észrevettek öt holdat, így a bolygók száma az egekbe szökött volna. Mint az elején leszögeztük itt nem egy nemzetközileg elfogadott és megtárgyalt, a bürokrácia minden lépcsőfokán átment és letisztult listára kell gondolni. Inkább, hogy a csillagászok többsége általában bolygóként vagy kísérőbolygóként utalt rájuk.

Így szépen egyre kevésbé utaltak a Jupiter és Szaturnusz körül keringő holdakra bolygó néven. Az ezerhétszázas évekre pedig már elmondhatjuk, hogy mindössze hat égitestről beszéltek bolygóként. A következő évszázadban teljes konszenzus uralkodott a világban ezzel kapcsolatban.

Az első újkori bolygó: az Uránusz:

Ezt forgatta fel alapjaiban Sir William Herschel 1781-ben. Távcsövének segítségével ugyanis felfedezte az Uránuszt. Ezzel mi is részletesen foglalkoztunk felfedezésének 240-ik évfordulója kapcsán.

Az Uránusz a Hubble űretelszkóp felvételén. Kép készítője: NASA/ESA

Új bolygó lapul a Mars és Jupiter között: a Ceres

Az Uránusz után a következőre már nem kellett újabb évszázadokat vagy évezredeket várni. Az általa megalkotott törvények segítségével Johannes Kepler már 1596-ban észrevette, hogy a Mars és a Jupiter között egy hatalmas lyuk tátong. Mintha lennie kellene egy bolygónak a kettő között – gondolták a csillagászok. Sejtésükben csak megerősítette őket az Uránusz 1781-es felfedezése. Az Uránusz pályája jól illeszkedett egy nemsokkal korábban felvetett törvény jóslatára, (Titius-Bode törvény) mely jó közelítéssel előre jelezte a bolygók pályájának méretét. A Mars és Jupiter között lapuló bolygót módszeresen keresték, melyet 1801. január 1-jén siker koronázott: Giuseppe Piazzi megpillantotta a később Ceresnek elnevezett bolygót. A felfedezést néhány csillagásztársával közölte, de a megfigyeléseket nem folytathatta betegsége miatt.

A Mars és a Jupiter között elterülő fő aszteroidaöv. Ennek az övnek volt az első ismert tagja a Ceres. Nem csoda, hogy a csillagászok kiszúrták a tátongó lyukat a két nagybolygó között. Kép készítője: NASA/Lunar and Planetary Institute

A Ceres a Dawn űrszonda felvételén. Kép forrása: www.nasa.gov

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mire a hír elterjedt Európában, a Cerest elnyelte a Nap fénye. A korabeli számítási eszközök nem voltak elegendőek a Ceres újbóli megtalálásához, így félő volt, hogy az újonnan megtalált bolygó elveszhet. A probléma nem hagyta nyugodni az akkor 24 éves Gausst. Gyorsan kifejlesztett egy új matematikai fegyvert, mellyel sokkal pontosabban előrejelezhette a Ceres elhelyezkedését az égen. Néhány héttel később – ugyancsak szilveszterkor – két másik csillagász, Franz Xaver von Zach és Heinrich W. M. Olbers újra meg is találta a Cerest a Gauss által megjelölt helyen.

Új bolygók hada követi a Cerest: a kisbolygók

A Ceres természetesen bekerült a bolygók közé, hiszen a Naprendszerhez tartozott és nem is egy másik bolygó körül keringett. Ezzel újra bővülésnek indult a bolygók családja, nem is akármilyen sebességgel. Az újrafelfedező W. M. Olbers 1802 márciusában éppen az (1) Cerest vizsgálta, amikor egy másik égitestre lett figyelmes. A (2) Pallas megtalálásával – kevesebb, mint másfél év után – nyolcról kilencre nőtt a bolygók száma! A csillagászok alig ocsúdhattak fel, mikor 1804. szeptember elsején a német Karl Harding bejelentette a (3) Juno létezését. Az új planéták utáni hajszába belelendült Olbers pedig 1807-ben lett figyelmes a (4) Vestara.

A csillagászok ezután fellélegezhettek, ugyanis tizenegynél látszólag megállt a bolygólista bővülése. Ugyan kicsit elrontotta az összképet, hogy közülük négy majdnem ugyanazon a pályán kering, de ezt kárpótolták azok lebilincselő tulajdonságai.

A négy legnagyobb aszteroidaövbeli objektum. A Ceres csupán első volt az itt keringő égitestek közül, bár méretében kitűnik közülük. A kép a NASA és az ESA képei alapján készült.

Újabb bolygó az Uránuszon túl: a Neptunusz, és az égimechanika diadala

Három évtized szünet után észrevették a tizenkettedik planétát: beállt az (5) Astraea is a sorba. Mindössze egy évvel később került bejelentésre a következő. Itt azonban valami egészen másról volt szó, mint korábban. Ez már nem a Mars és a Jupiter között keringett, hanem az Uránuszon is túl. A Naprendszer külső vidékén keringő bolygó létezését még az Uránusz felfedezésekor sejtette meg Anders Johan Lexell. A svéd-finn csillagász szabálytalanságokra lett figyelmes az Uránusz pályájának vizsgálatakor. Azzal a hipotézissel állt elő, hogy egy nagy külső tömegű égitest zavarhatja a zöld planéta mozgását. Az ötletet nem követte módszeres keresés, hiszen a számítások még nem voltak elég pontosak. A francia Urbain Le Verrier számára viszont már elegendő megfigyelés állt rendelkezésre, hogy pontosan megjósolhassa a később Neptunusznak elnevezett bolygó pozícióját. Ezen eredmények alapján Johann Galle 1846-ban (vagyis 65 évvel az Uránusz után) könnyedén megtalálta a Neptunuszt.

Cseh Viktor rajza a Neptunuszról 16X-os nagyítás mellett. Középen jól kivehető a bolygó kékes színe. Bolygómivolta elsősorban mégsem innen, hanem a néhány nap alatt már jól megfigyelhető elmozdulásából ismerhető fel. Kép forrása: eszlelesek.mcse.hu

A Neptunusz a Hubble űrtávcső felvételén. Kép forrása: www.nasa.gov

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A kisbolygók születése

A tizenháromra hízó bolygólista kezdett kényelmetlenül hosszúvá válni. Ráadásul semmi nem garantálta, hogy van megállás. Ékes bizonyítéka volt ennek, hogy a Neptunusz csodálatos megtalálását követő évben két újabb bejelentésre került sor, melyek szintén a Mars és a Jupiter között keringtek: felfedezték a (6) Hebe és (7) Iris bolygókat. A nemzetközi csillagászközösség elkezdett ráeszmélni, hogy egészen más objektumokról van szó a Mars és a Jupiter között, mint a többi bolygó esetében. Szépen lassan megszületett a konszenzus, hogy ne hívjunk mindent így, ami a Naprendszer része és nem a Nap maga vagy egy hold.

Megszületett hát az új kategória, mely az aszteroida vagy a kisbolygó nevet kapta. Közéjük soroltak minden halvány égitestet, ami a Mars és a Jupiter között keringett, illetve a későbbiekben a Naprendszer minden más apró égitestjét. A bolygók száma újra a kényelmes nyolcra csökkent, amíg a kisbolygók számontartására egyre hosszabb és hosszabb katalógusokra lett szükség. Ez már nem zavarhatott senkit, a csillagászok megszokták, hogy az aszteroidák töménytelen mennyiségben vannak jelen a Naprendszerben. Jelenleg nagyjából 822 ezret ismerünk, így örülhetünk, hogy nem maradtak a bolygók sorában. A Mars és Jupiter közötti aszteroida öv kisbolygó osztályai mellett felfedezték a földsúrlókat, a vulkanoidákat, a Föld, Mars és Jupiter pályája mentén keringő trójaiakat, a Jupiteren túl keringő kentaurokat, sőt a Neptunuszon túl is találtak bolygókat és kisbolygókat. De ez utóbbiakat majd sorozatunk következő részében fogjuk részletesen szemügyre venni…

Cikkünk végén pedig örömmel mutatjuk be az előző rész végén közölt ábra részleges megfejtését. Miként láthatjuk sorozatunk következő részében még két legalább érdekes kalanddal ismerkedhetünk majd meg!

A bolygóként számontartott égitestek száma a történelem során. A dátumok a legtöbb esetben tájékoztató jellegűek. Például Kopernikusz 1543-as könyvét követően évtizedek teltek el, mire mindenki elfogadta a Föld bolygómivoltát.

Szerző: Soós Benjamin, Tudományos segédmunkatárs / Bemutató csillagász 
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet / Svábhegyi Csillagvizsgáló

📸 A borítóképen a Neptunusz látható. A NASA Voyager-2 szondájának fényképe 

Tetszett a cikkünk? Feltétlenül olvasd el az első részt is! Bolygószámláló: az ókori bolygók száma és a hét napjának nevei – I. rész