Inimene ja Universum - II

Maailm avardub

Antiikajast kuni XVIII sajandi lõpuni tegid inimeste ettekujutused Päikesesüsteemist läbi suuri muutisi. Muutumatuna püsis vaid planeetide arv. 1774. aastal valmis aga Friedrich Wilhelm Herscheli (1738-1822) esimene peegelteleskoop ning algasid põhjataeva süstemaatilised vaatlused. 13. märtsil 1781. aastal kella 22 ja 23 vahel märkas ta väikest helendavat kettakest. 15. märtsiks selgus, et avastatud kettake liigub ümbritsevate tähtede suhtes. Siit järeldas Herschel, et on avastanud uue komeedi. Sama aasta suvel jõudis aga A. I. Leksel (1740-1784) arusaamisele, et avastatud objekt liigub ligikaudu rinkikujulisel orbiidil, mis näitas, et tegu on uue planeediga. J. E. Bode (1747-1826) ettepanekul nimetati planeet vana-kreeka mütoloogia vanima jumala järgi Uraaniks.

PILDIL: Uraan vaadelduna Hubble'i Kosmoseteleskoobiga infrapunakiirtes. Infrapunakiired võimaldavad meil näha sügavamale Uraani põhiliselt vesinikust ja metaanist koosnevasse atmosfääri. Fotol planeeti ümbritsev punakas riba ongi planeedi atmosfääri ülakihid, samas kui kollakas ja sinakas värv tähistavad atmosfääri üha sügavamaid alakihte. Uraani rõngaste heledus on fotol tugevalt võimendatud.

Uraani elliptilise orbiidi parameetrid määrati 1784. aastal, kuid juba järgmisel aastal selgus, et Uraan ei soovi talla määratud orbiidiga eriti arvestada. See sundis J. B. Delambre'i (1749-1822) 1790. aastal arvesse võtma ka Jupiteri ja Saturni mõju uue planeedi liikumiesel. Tulemused olid vaatlustega rahuldavas kooskõlas kuni 1815. aastani, kuid siis jäi taas peale Uraani isepäisus. 1832. aastaks sai lõplikult selgeks, et Uraani liikumisega on midagi tõsiselt korrast ära ning 1834. aastal esitas T. J. Hussey hüpoteesi, et põhjuseks võib olla Uraanist veelgi kaugemal asuv tundmatu planeet.

PILDIL: Neptuuni kaks poolkera vaadelduna Hubble'i Kosmoseteleskoobiga. Kujutiste valdavalt sinine värv on tingitud punase valguse neeldumisest planeedi metaanatmosfääris, mille kohal asuvad pilved on nähtavad valkjate moodustistena. Kõige kõrgemal asuvad pilved tulevad esile aga kollakas-punastena. Ekvaatorist veidi lõunas olev tumedam sinine riba on piirkond, kus tuulte kiirus ulatub 1500 kilomeetrini tunnis.

Lähtudes Uraani kõrvalekalletest arvutatud orbiidist ning kasutades Newtoni gravitatsiooniteooriat, asusid teineteisest sõltumatult tundmatu planeedi orbiidi parameetried hindama J. C. Adams (1819-1892) Inglismaal ja U. J. J. Le Verrier (1811-1877) Prantsusmaal. Esimesena jõudis tulemusteni Adams, kuid need jäid vaatlevate astronoomide tähelepanuta. Le Verrier esitas esimesed tulemused 1845. aasta novembris, kuid ka temal õnnestus vaatlejates tõsist huvi äratada alles 23. septembril 1846. aastal, kui tema kirja alusel alustasid Berliini observatooriumis vaatlusi J. G. Galle (1812-1910) ja H. L. D'Arrest (1822-1875). Sama päeva keskööks oli uus planeet leitud ja seda vaid 52' kaugusel Le Verrier' poolt ennustatud kohast. Le Verrier ettepanekul sai planeet nimeks Neptuun.

PILDIL: Seni parim Hubble'i Kosmoseteleskoobi pilt Pluutost ja tema kaaslasest Charonist (vaadelda Pluutot maalt on sama mis märgata tennispalli 64 kilomeetri kauguselt). Ehkki Charon pole Pluutost kahte kordagi väiksem (seetõttu loetakse neid sageli kaksikplaneediks), avastati ta alles 1978. aastal, sest need kaks taevakeha asuvad sedavõrd lähestikku, et maapealsete teleskoopidega oli äärmiselt raske neid eristada.

Neptuuni avastamine kujunes Newtoni gravitatsiooniteooria täielikuks triumfiks, mis purustas lõplikult skolastilised õpetused planeetide ideaalsest liikumisest. Järgnenu vaid kordas olnut. Pärast Neptuuni avastamist asus Le Verrier välja töötama Uraani ja Neptuuni liikumise täpsustatud teooriaid. 1875. aastaks õnnestus tal saavutada küllaltki hea kooskõla vaatluste ja arvutuste vahel, kuid siiski säilisid mõningad süstemaatilised erinevused. Ka nüüd jõuti peatselt veendumusele, et põhjuseks võib olla veel üks tundmatu planeet. Ka nüüd asusid tundmatu planeedi orbiidi hindamisele mitmed teadlased, kuid sedapuhku avastas uue planeedi arvutustest sõltumatult 18. veebruaril 1930. aastal C. W. Tombaugh Lowelli observatooriumis. Sama observatooriumi ühe professori 11 aastane tütar pani planeedile nimeks Pluuto. Kuid taas - säilisid mõningased süstemaatilised kõrvalekalded teooria ja vaatluste vahel. Taas on püütud hinnata järgmise tundmatu planeedi orbiidi parameetreid, kuid esialgu on planeet jäänudki tundmatuks...

PILDIL: Kolm erinevat võimalikku Neptuuni ja Pluuto liikumist häiriva hüpoteetilise kümnenda Päikesesüsteemi planeedi orbiiti.

Viimne sfäär puruneb

Palju sajandeid oli tähti täis taevasfäär olnud vaid fooniks, millel toimus Päikese, Kuu ja planeetide liikumine ning millele aegajalt ilmusid komeedid. 1572. aasta 11. novembri õhtul märkas aga Brahe Kassiopeia tähtkujus heledat tähte, mida seal varem polnud. Püüdes mõõta uue tähe ööpäevast parallaksi, jõudis ta järeldusele, et see peab olema tunduvalt väiksem, kui Kuu puhul ehk teisiti, uus täht peab asuma tunduvalt kaugemal kui Kuu. Ka 1577. aasta lõpul taevasse ilmunud komeedi parallaksi mõõtmise katsed paigutasid ta väljaspoole Kuu "sfääri".

1596. aastal märkas D. Fabricius (1564-1617) Vaala tähtkujus tähte, mida seal varem vaadeldud polnud ja mis peatselt taas kadus. Sama tähte vaadeldi taas 1639. aastal, kunas ta samuti peadselt kadus, kuid ilmus siis uuesti. J. Hevelius (1611-1687) andis nii avastatud esimesele muutlikule tähele nimeks "Mira", mis tähendab "imestusväärne". 1786. aastal E. Pigotti (1753-1825) poolt koostatud esimene muutlike tähtede kataloog sisaldas juba 12 objekti ning 1889. aastaks oli neid registreeritud 225.

Võrreldes Hipparchose (u. 190-125 ema), T. Brahe ja J. Flemsteedi (1646-1719) poolt koostatud tähekatalooge jõudis E. Halley (1656-1742) 1718. aastal järeldusele, et Siirius, Arktuurus ja Aldebaran on aja jooksul muutnud oma asukohta teiste tähtede foonil. 1760. aastaks avastas T. J. Mayer (1723-1762) sama effekti kokku 57 tähe puhul. 1783. aastal märkas aga Herschel, et Herkulese tähtkuju suunas tähed nagu kaugeneksid üksteisest, samas kui taeva vastaspiirkonnas nad taas koondusid. Sellest ta järeldas, et kõik tähed, sealhulgas ka Päike liiguvad ruumis.

Need avastused ei jätnud enam ruumi Aristotelese igavesele ja muutumatule kinnistähtede sfäärile, kuid lõpliku hoobi tõi spektroskoopia. Lahutanud prismaga päikesevalguse spektriks, ennusta Newton efektile suurt tulevikku ja ta ei eksinud. 1802. aastal teatas W. H. Wollaston (1766-1828), et Päikese spekter sisaldab tumedaid jooni. Detailsemalt uuris neid J. Fraunhofer (1787-1826), kes leidis ja kirjeldas Päikese spektris üle 500 tumeda joone. Peatselt märkas aga J. F. W. Herschel (1792-1871), et igale keemilisele elemendile vastavad spektris kindlad jooned ja 1857. aastaks selgus W. Swani (1817-1871) töödest, et üks tugevamaid Fraunhoferi poolt leitud joontest on põhjustatud naatriumist. See oli esimeseks tõendiks, et Päike koosneb samadest keemilistest elementidest, mis Maagi. Paarikümne spektri alusel jõudis 1863. aastal analoogsele järeldusele tähtede koostise kohta W. Huggins (1824-1910).

PILDIL: Päikese spekter.