Innhold
Astronom William Herschel oppdaget Uranus i 1781. Det var den første planeten som ble oppdaget gjennom et teleskop og den første som ikke hadde vært under konstant observasjon siden antikken. I årene etter oppdagelsen sporet astronomer den nye planeten veldig nøye. De oppdaget forstyrrelser i sin bane, hvorav noen kan forklares med gravitasjonseffektene av kjente planeter som Jupiter og Saturn, mens andre førte til oppdagelsen av den hittil ukjente planeten Neptun.
Solsystemets dynamikk
Da Uranus ble oppdaget, ble de fysiske lovene som styrer solsystemets dynamikk veldig godt forstått. Den eneste kraften som er involvert er tyngdekraften, som kan kombineres med Newtons bevegelseslover for å gi en omfattende matematisk beskrivelse av planetariske baner. De resulterende ligningene er ekstremt strenge, noe som gjør at planetenes bevegelse over himmelen kan spås med en høy grad av nøyaktighet. Dette hadde allerede blitt gjort for de tidligere kjente planetene, og det ble gjort for Uranus innen to år etter oppdagelsen.
Orbitale avvik
Opprinnelig syntes bevegelsen til Uranus å følge spådommene veldig godt. Etter hvert begynte imidlertid den observerte plasseringen av planeten å avvike fra sin forventede posisjon. I 1830 var avviket mer enn fire ganger planetens diameter og kunne ikke lenger ignoreres. En forklaring, foretrukket av noen astronomer, var at Newtons formulering av tyngdekraften var feil, noe som resulterte i forutsigelser som var omtrent, men ikke nøyaktig korrekte. Den eneste andre muligheten var at en ukjent gjenstand gikk i bane rundt et sted i solsystemets ytre rekkevidde.
Å spå en ny planet
De opprinnelige beregningene av bane til Uranus tok hensyn til gravitasjonseffekten av alle de kjente objektene i solsystemet. Den primære effekten var fra solen, men det var forstyrrende effekter fra de gigantiske planetene Jupiter og Saturn. Det observerte avviket antydet at det var en annen stor planet som ventet på å bli oppdaget utenfor bane til Uranus. I teorien kan bane til denne uoppdagede planeten beregnes med rimelig presisjon basert på de observerte forstyrrelsene i Uranus ’stilling. Disse beregningene ble utført i 1843 av en engelsk astronom, John Couch Adams, men dessverre ble de ikke anerkjent i England den gangen.
Oppdagelsen av Neptun
Beregninger veldig lik Adams ble utført av en fransk forsker, Urbain Le Verrier, like etterpå. Ved å bruke Le Verrier-figurer oppdaget astronomer ved Berlin-observatoriet den forutsagte planeten i 1846, og den fikk deretter navnet Neptun. Etter oppdagelsen av Neptun og langt inn på 1900-tallet, var det kontrovers om dens eksistens fullt ut forklarte de gjenværende forstyrrelsene i bane til Uranus. Men de fleste astronomer i dag mener at dette faktisk er tilfelle.