Il 23 settembre 1846 il Sistema Solare si allargò, almeno agli occhi della scienza dell’epoca, con la scoperta di un nuovo pianeta: Nettuno. Non fu una scoperta casuale né il risultato di una semplice osservazione del cielo. Al contrario, fu uno dei primi grandi trionfi dell’astronomia matematica: l’esistenza di un corpo celeste mai osservato direttamente era stata dedotta dai suoi effetti gravitazionali su un altro pianeta, Urano.
Un’anomalia nel moto di Urano
La storia comincia alcuni decenni prima. Nel 1781 William Herschel aveva scoperto Urano, portando a 7 il numero dei pianeti conosciuti. Con il passare degli anni, però, gli astronomi si accorsero che il suo percorso intorno al Sole non corrispondeva perfettamente alle previsioni basate sulla gravità degli astri allora conosciuti. Le irregolarità potevano avere diverse spiegazioni, ma una possibilità appariva particolarmente affascinante: oltre Urano poteva esserci un altro pianeta, abbastanza massiccio da perturbare con la propria gravità la sua orbita. L’idea trasformò un problema astronomico in una sorta di caccia al tesoro cosmica. Se il pianeta esisteva, i suoi effetti su Urano avrebbero permesso di calcolare dove guardare nel cielo.
Due matematici, la stessa intuizione
A metà degli anni Quaranta dell’Ottocento, 2 studiosi arrivarono indipendentemente a questa conclusione: il britannico John Couch Adams e il francese Urbain Le Verrier. I loro calcoli cercavano di ricavare la posizione del pianeta sconosciuto proprio a partire dalle perturbazioni dell’orbita di Urano. Le Verrier presentò le proprie previsioni all’Accademia delle Scienze di Parigi e inviò anche i risultati all’astronomo Johann Gottfried Galle, dell’Osservatorio di Berlino. È qui che la matematica incontrò finalmente l’osservazione.
La notte del 23 settembre
La sera del 23 settembre 1846, Galle iniziò la ricerca a Berlino, aiutato dal giovane studente Heinrich Louis d’Arrest. Utilizzando il telescopio dell’osservatorio, puntò verso la regione di cielo indicata dai calcoli di Le Verrier. Il risultato fu sorprendentemente rapido: quella stessa notte Galle individuò un oggetto che si trovava a circa un grado dalla posizione prevista. Il confronto con le mappe stellari permise di capire che non si trattava di una stella fissa, ma del pianeta tanto atteso. La scoperta viene quindi generalmente datata al 23 settembre 1846, anche se le osservazioni proseguirono nella notte tra il 23 e il 24 settembre.
Una scoperta che non appartiene a un solo uomo
La vicenda di Nettuno contiene anche una delle più interessanti questioni di priorità nella storia della scienza. Galle fu il primo astronomo a identificare osservativamente il pianeta sulla base delle previsioni teoriche, ma la posizione di Nettuno era stata calcolata anche da Adams, che aveva lavorato indipendentemente sul problema prima di Le Verrier. Le vicende successive alimentarono un lungo dibattito su quanto riconoscimento spettasse ai diversi protagonisti. Per questo la scoperta di Nettuno viene oggi ricordata soprattutto come il risultato di una catena di contributi scientifici: dalle osservazioni delle anomalie di Urano ai calcoli matematici, fino alla verifica attraverso il telescopio.
Il pianeta che Galileo aveva già visto
C’è, inoltre, un curioso paradosso. Nettuno era stato osservato accidentalmente anche prima del 1846. Tra gli osservatori figurava Galileo Galilei, che lo aveva registrato durante le proprie osservazioni del cielo nel 1612. Nettuno però si muove così lentamente rispetto alle stelle sullo sfondo che Galileo non riconobbe quell’oggetto come un pianeta. La differenza, nel 1846, non fu dunque semplicemente avere un telescopio abbastanza potente. Fu sapere che cosa cercare e dove cercarlo.
Un mondo ancora tutto da esplorare
La conoscenza di Nettuno è aumentata enormemente soprattutto grazie alla sonda Voyager 2, che il 25 agosto 1989 effettuò l’unico sorvolo ravvicinato del pianeta mai realizzato finora. Le immagini e i dati raccolti dalla sonda mostrarono un mondo molto più dinamico di quanto ci si potesse aspettare a una distanza così grande dal Sole, rivelando un’atmosfera attraversata da venti potentissimi, un sistema di anelli e numerose lune.
Nettuno è il più lontano degli 8 pianeti del Sistema solare e appartiene, insieme a Urano, alla categoria dei giganti ghiacciati. Ha un diametro di circa 49mila km ed è composto prevalentemente da materiali volatili come acqua, ammoniaca e metano, oltre che da idrogeno ed elio. Proprio il metano presente nell’atmosfera assorbe parte della luce rossa e contribuisce alla caratteristica colorazione azzurra del pianeta.
La sua atmosfera è tutt’altro che tranquilla. Su Nettuno sono stati osservati alcuni dei venti più veloci dell’intero Sistema Solare, con velocità che possono superare i 2mila km/h. Il pianeta completa una rotazione su se stesso in poco più di 16 ore, mentre impiega circa 165 anni terrestri per compiere un’intera rivoluzione intorno al Sole. Un anno nettuniano, dunque, è così lungo che dalla sua scoperta nel 1846 a oggi Nettuno non ha ancora completato una seconda orbita intorno alla nostra stella.
Il pianeta possiede inoltre un sistema di anelli deboli e scuri e almeno 16 lune conosciute. La maggiore è Tritone, un corpo celeste particolarmente interessante perché percorre la propria orbita in senso retrogrado, opposto alla direzione di rotazione di Nettuno. Gli astronomi ritengono che Tritone sia probabilmente un oggetto della fascia di Kuiper catturato dalla gravità del pianeta.