J. G. Galle und die Entdeckung des Neptun

Johann Gottfried Galle wurde vor 200 Jahren, am 9. Juni 1812 in Radis in der Nähe von Wittenberg geboren. Galle studierte in Berlin und arbeitete danach als Lehrer an Gymnasien, zunächst in Guben, dann in Berlin. Danach wurde er im Jahr 1835 Assistent von Johann Franz Encke an der Berliner Sternwarte. Hier veröffentliche er seinen ersten Forschungsaufsatz, entdeckte innerhalb weniger Monate drei Kometen und promovierte im Jahr 1845. In Berlin machte er auch seine berümteste Entdeckung die erste Beobachtung des Planeten Neptun. Galle erhielt 1851 eine Anstellung als Professor für Astronomie an der Universität Breslau, die er bis 1897 ausfüllte.

Hier beschäftigte er sich u.a. mit der Bahnbestimmung von Planeten und schlug im Jahr 1872 vor, die Beobachtung von Planetoiden in der Opposition zur Bestimmung der Sonnenparallaxe zu verwenden. Mit Messungen am Planetoiden Phocäa konnte nur die prinzipielle Eignung der Methode gezeigt werden. Eine Oppositionsstellung des Kleinplaneten Flora im Oktober und November 1873 bot dann die Gelegenheit für Messungen durch 12 Sternwarten in Europa, Südafrika sowie Nord- und Südamerika. Galle fand aus diesen Beobachtungsdaten einen Parallaxenwert von (8,873±0,0420)”.

Alte Berliner Sternwarte von Schinkel

Breslau um 1900

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Die Bahn des Planeten Uranus war entsprechend den Keplerschen Gesetzen prinzipiell bekannt. Im Nachhinein fand man sogar Aufzeichnungen aus der Zeit vor seiner Entdeckung. Der Planet wurde einige Male beobachtet und irrtümlicherweise als Fixstern in die Karten eingetragen. Insgesamt vermutete man 22 Messwerte von John Flamsteed, James Bradley, Tobias Mayer und Pierre Charles Lemonnier gefunden zu haben, konnte aber nicht ganz sicher sein, dass es sich in allen Fällen um Uranus gehandelt hatte. Zwei französische Astronomen versuchten genaue Bahndaten zu berechnen. Jean-Baptiste Joseph Delambre stellte nach 1790 Tafeln auf, die bis 1811 bereits um 20” von den Beobachtungen abwichen. Alexis Bouvard unternahm 1821 einen neuen Versuch, scheiterte aber daran, die alten Beobachtungen mit neueren Material zusammenzuführen. Bald kam die Vermutung auf, dass die Uranusbahn durch einen anderen Planeten gestört wird.

Zwei junge Astronomen sollten schließlich die Lösung des Problems finden. Der Franzose Urbain Jean Joseph Leverrier und der Engländer John Couch Adams verfolgten ebenfalls die Idee, die Bahn eines weiteren Planeten aus den Störungen zu ermitteln. Der Student Adams schloss seine Berechnungen im Herbst 1845 ab und sandte sie an den Professor James Challis in Cambridge und informierte auch den Astronomer Royal Sir George Biddell Airy. Beide schenkten Adams zunächst keine Beachtung und verloren so wertvolle Zeit.

In Frankreich arbeitete Leverrier an der Berechnung der Bahn des unbekannten Planeten. Er reichte Ende 1845 an der Akademie der Wissenschaften in Paris Unterlagen ein, die zeigten, dass die Uranusbahn nicht mit der aktuellen Theorie berechnet werden kann und setzte danach seine Untersuchungen fort. Im darauffolgenden Jahr konnte er die Position des unbekannten Planeten angeben. Wie Adams in England hatte Leverrier mit dem Desinteresse der französischen Astronomen zu kämpfen. Galle hatte ihm im Jahr zuvor ein Exemplar seiner Dissertation zugesandt. Nun schrieb Leverrier an Galle, dankte ihm dafür und bat ihn darum, nach dem unbekannten Planeten zu suchen. Die Post traf am 23. September 1846 in Berlin ein und Galle begann noch am selben Abend mit der Arbeit. Der anwesende Student Heinrich Louis d’Arrest schlug vor, eine noch in Arbeit befindliche Sternkarte zum Vergleich zu verwenden. Und tatsächlich, bald war am Himmel ein Stern 8. Größe gefunden, der in der Karte nicht eingzeichnet war. Gemeinsam mit Johann Franz Encke versucht man die ganze Nacht hindurch die Eigenbewegung des Sternchen zu beobachten. Das klappte nicht, jedoch konnte in der darauffolgenden Nacht Gewissheit gewonnen werden. Der Stern hatte sich ein wenig weiter bewegt und so war der Planet Neptun in nur 55” Abstand von der vorausberechneten Position entdeckt worden.

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Die Entdeckung des Neptun war ein glänzender Triumph der Himmelsmechanik. In der Mitte des 19. Jahrhunderts gab es keine grundsätzlichen Zweifel am kopernikanischen Weltsystem mehr. Die theoretische Vorhersage und erfolgreiche Entdeckung eines Planeten war jedoch zweifelsohne eine beeindruckende und viele Menschen ansprechende Demonstration des hohen Standes der Wissenschaft.

Encke schrieb in seiner Mitteilung der Entdeckung an die Astronomischen Nachrichten nach der Angabe der Beobachtungsdaten folgenden Schlusssatz

Es wäre überflüssig noch etwas hinzuzusetzen. Es ist dies die glänzendste unter allen Planetenentdeckungen, weil rein theoretische Untersuchungen Her le Verrier die Existenz und den Ort eines neuen Planeten haben voraussagen lassen. […] Eine Scheibe läßt sich erst erkennen, wenn man weiß, daß es seyn wird.

Literatur

Johann Franz Encke. Schreiben des Herrn Professors Encke an den Herausgeber. Astronomische Nachrichten. 25 (1846). 49-54.

J. G. Galle. Ein Nachtrag zu den in Band 25 und dem Ergänzungshefte von 1849 der Astron. Nachrichten enthaltenen Berichten über die erste Auffindung des Planeten Neptun. Astronomische Nachrichten. 89 (1877). 349-352.

——. Ueber die Anwendung von Beobachtungen der kleinen Planeten zur Ermittelung des Werthes der Sonnen-Parallaxe, mit besonderer Rücksicht auf die diesjährige Opposition der Phocäa. Astronomische Nachrichten Vol. 80.1 (1873): 1-10.

Dieter B. Herrmann. Geschichte der modernen Astronomie. Berlin: Deutscher Verlag der Wissenschaften, 1984.

Jakob Hilfiker. Ueber die Bestimmung der Constante der Sonnenprallaxe, mit besonderer Berücksichtigung der Oppositionsbeobachtungen. Mittheilungen der Naturforschenden Gesellschaft in Bern aus dem Jahre 1878. Nr. 937-961. Bern, 1879.

Bilder: Mit freundlicher Genehmigung: Wikipedia, NASA/JPL, SAO/NASA Astrophysics Data System.

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Kategorien: Astronomie

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