Το τέλος ενός ταξιδιού

Η Αστρονομία κατέγραψε την πρώτη πετυχημένη θεωρητική πρόβλεψή της το 1846, όταν ο γερμανός παρατηρησιακός αστρονόμος Γιόχαν Γκάλε (Johann Galle) ανακάλυψε τον πλανήτη Ποσειδώνα πολύ κοντά στη θέση την οποία είχε προβλέψει ο γάλλος θεωρητικός αστρονόμος Ιρμπέν Λεβεριέ (Urbain Le Verrier). Στον ενθουσιασμό που ακολούθησε προτάθηκαν διάφορες θεωρίες για την ύπαρξη και άλλων, άγνωστων ως τότε, πλανητών. Ο αμερικανός επιχειρηματίας Πέρσιβαλ Λόουελ (Percival Lowell), ο οποίος είχε χτίσει με δικά του έξοδα ένα αστεροσκοπείο στην Αριζόνα, άρχισε το 1906 να αναζητεί τον «Πλανήτη-Χ» που πίστευε ότι υπάρχει πέρα από την τροχιά του Ποσειδώνα. Το 1930, 14 χρόνια μετά τον θάνατο του Λόουελ, ο Κλάιντ Τόμπο (Clyde Tombough) ανακάλυψε από αυτό το αστεροσκοπείο ένα νέο μέλος του ηλιακού συστήματος, που θεωρήθηκε ότι ήταν ο Πλανήτης-Χ και ονομάστηκε Πλούτωνας. Σιγά σιγά έγινε κατανοητό ότι το μέγεθος και η τροχιά του Πλούτωνα δεν μας επιτρέπουν να τον θεωρούμε πλανήτη. Σήμερα, 85 χρόνια μετά την ανακάλυψή του, μπορέσαμε επιτέλους να παρατηρήσουμε λεπτομερώς τον μακρινό Πλούτωνα με το διαστημόπλοιο «New Horizons» («Νέοι Ορίζοντες»). Ελπίζουμε ότι τα στοιχεία που συνέλεξε το διαστημόπλοιο θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα όχι μόνο τα φυσικά χαρακτηριστικά του αλλά και τη διαδικασία δημιουργίας του ηλιακού συστήματος.

Η μαθηματική θεωρία για την κίνηση των πλανητών, την οποία είχαν αναπτύξει κυρίως οι γάλλοι θεωρητικοί αστρονόμοι Λαπλάς και Λαγκράνζ στις αρχές του 19ου αιώνα, είχε γενικά μεγάλη επιτυχία, είχε όμως και μερικά μικρά προβλήματα. Ενα από αυτά ήταν ότι η προβλεπόμενη θέση του πλανήτη Ουρανού δεν συμφωνούσε με την παρατηρούμενη. Ο γάλλος αστρονόμος Λεβεριέ έκανε την υπόθεση ότι η ανωμαλία αυτή οφείλεται στη βαρυτική έλξη ενός όγδοου, άγνωστου ως τότε, πλανήτη, πέρα από την τροχιά του Ουρανού. Υπολόγισε τη θέση στην οποία θα έπρεπε να βρίσκεται αυτός ο πλανήτης στον ουρανό τον Σεπτέμβριο του 1846 και έστειλε την πληροφορία στον Γκάλε, διευθυντή του Αστεροσκοπείου του Βερολίνου. Ο Γκάλε παρατήρησε με το τηλεσκόπιό του το ίδιο βράδυ και βρήκε τον νέο πλανήτη στη θέση την οποία είχε προβλέψει ο Λεβεριέ.

Η επιτυχία αυτής της μεθόδου έκανε μεγάλη εντύπωση, έτσι ώστε όταν άρχισαν να παρατηρούνται διαφορές μεταξύ της προβλεπόμενης και της παρατηρούμενης θέσης αυτού του νέου πλανήτη, που είχε ονομαστεί Ποσειδώνας, πολλοί προσπάθησαν να τις ερμηνεύσουν με την υπόθεση της ύπαρξης ενός ένατου πλανήτη, πέρα από τον Ποσειδώνα. Ενας από αυτούς ήταν ο αμερικανός επιχειρηματίας και ερασιτέχνης αστρονόμος Πέρσιβαλ Λόουελ, ο οποίος είχε σπουδάσει Μαθηματικά στο Χάρβαρντ. Ο Λόουελ είχε κατασκευάσει ένα ιδιωτικό αστεροσκοπείο στο Φλάγκσταφ της Αριζόνας, από όπου έκανε συστηματικές παρατηρήσεις της Αφροδίτης και του Αρη. Το 1906 πρόσθεσε λοιπόν στο πρόγραμμα παρατηρήσεών του και την προσπάθεια ανακάλυψης αυτού του ένατου πλανήτη, αλλά χωρίς αποτέλεσμα ως τον θάνατό του, το 1916. Η προσπάθεια αυτή όμως παρέμεινε στους στόχους του αστεροσκοπείου και το 1930 ο τότε διευθυντής του προσέλαβε έναν νεαρό ερασιτέχνη αστρονόμο, τον Κλάιντ Τόμπο, με μοναδικό σκοπό την ανακάλυψη αυτού του νέου πλανήτη.

Ο Τόμπο άρχισε μια συστηματική δουλειά, φωτογραφίζοντας την ίδια περιοχή του ουρανού σε διαφορετικές ημερομηνίες και συγκρίνοντας στη συνέχεια τις δύο φωτογραφίες. Οσες φωτεινές κουκκίδες φαίνονταν να έχουν μετακινηθεί ήταν αντικείμενα του ηλιακού συστήματος, μια και τα αστέρια βρίσκονται τόσο μακριά ώστε η όποια κίνησή τους δεν γίνεται εύκολα αντιληπτή στη διάρκεια της ζωής ενός ανθρώπου. Λίγους μήνες μετά την έναρξη αυτών των συστηματικών παρατηρήσεων ο Τόμπο βρήκε ότι μία από τις κινούμενες κουκκίδες δεν αντιστοιχούσε σε κανένα γνωστό ουράνιο σώμα. Ο Τόμπο και οι άλλοι αστρονόμοι του αστεροσκοπείου θεώρησαν ότι το σώμα αυτό ήταν ο Πλανήτης-Χ και η ανακάλυψη έκανε τον γύρο του κόσμου. Υπήρξαν πολλές προτάσεις για την ονομασία του νέου πλανήτη, αλλά τελικά επικράτησε αυτή της Βενίσια Μπέρνεϊ (Venetia Burney), μιας 11χρονης Αγγλίδας από την Οξφόρδη, και καθιερώθηκε το όνομα Πλούτωνας.

Πολύ σύντομα όμως οι αστρονόμοι άρχισαν να διαπιστώνουν ότι ο νέος αυτός ένατος «πλανήτης» είχε σημαντικές διαφορές από τους υπόλοιπους οκτώ. Συγκεκριμένα, ενώ οι οκτώ ήδη γνωστοί πλανήτες κινούνται σε περίπου κυκλικές τροχιές και στο ίδιο, χονδρικά, επίπεδο, ο Πλούτωνας ακολουθεί πολύ έκκεντρη τροχιά, η οποία σχηματίζει γωνία 17 μοιρών με το επίπεδο των τροχιών των υπόλοιπων πλανητών. Η ανακάλυψη το 1978 ότι ο Πλούτωνας έχει δορυφόρους μάς επέτρεψε να υπολογίσουμε ότι η μάζα του είναι ασήμαντα μικρή, 8.500 φορές μικρότερη από τη μάζα του Ποσειδώνα, και επομένως δεν είναι δυνατό να επηρεάζει την τροχιά του τελευταίου. Η προσέγγιση το 1989 του διαστημοπλοίου «Voyager 2» στον Ποσειδώνα μάς επέτρεψε να προσδιορίσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια τη μάζα αυτού του πλανήτη. Με τη νέα διορθωμένη τιμή η θεωρητική και η παρατηρούμενη θέση του Ποσειδώνα συμφωνούσαν απόλυτα. Με βάση τα παραπάνω είναι φανερό ότι η ανακάλυψη του Πλούτωνα δεν είχε καμία σχέση με θεωρητικούς υπολογισμούς αλλά ήταν μια καθαρή σύμπτωση –αν όχι παρανόηση.

Το Plexit και η αποστολή «New Horizons»

Στα χρόνια που ακολούθησαν οι αστρονόμοι άρχισαν να κατανοούν καλύτερα τη δομή του ηλιακού συστήματος και εκφράστηκαν θεωρητικές εκτιμήσεις ότι θα πρέπει να υπάρχουν τέσσερα-πέντε άλλα σώματα με περίπου την ίδια μάζα και στην ίδια απόσταση με αυτές του Πλούτωνα. Η ανακάλυψη το 2005 της Εριδος, η οποία έχει τροχιά παραπλήσια με αυτήν του Πλούτωνα και μάζα 27% μεγαλύτερη (παρότι είναι μικρότερη σε όγκο), επιβεβαίωσε τις θεωρητικές εκτιμήσεις και ανάγκασε τη διεθνή αστρονομική κοινότητα να δημιουργήσει λίγο αργότερα μια νέα κατηγορία σωμάτων του ηλιακού συστήματος, τους νάνους πλανήτες, στην οποία υποβίβασε τον Πλούτωνα. Ετσι το διαστημόπλοιο «Νέοι Ορίζοντες» εκτοξεύθηκε το 2006 για να εξερευνήσει τον ένατο πλανήτη του ηλιακού συστήματος αλλά εννέα χρόνια μετά κατέληξε να εξερευνήσει ένα από τα σώματα της ζώνης των υπερ-Ποσειδώνιων αντικειμένων, στην οποία ανήκουν τόσο ο Πλούτωνας όσο και η Ερις. Οι αστρονόμοι αναμένουν με μεγάλο ενδιαφέρον τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων, η αποστολή των οποίων θα διαρκέσει πολλούς μήνες. Το Νοτιοδυτικό Ερευνητικό Ινστιτούτο, το οποίο διαχειρίζεται την αποστολή «Νέοι Ορίζοντες», βρίσκεται αυτήν την εποχή στη διαδικασία αναζήτησης ενός ακόμη σώματος αυτής της ζώνης, το οποίο θα μπορούσε να εξερευνήσει η αποστολή προτού το διαστημόπλοιο χαθεί για πάντα στην απεραντοσύνη του γαλαξία μας.

Ο κ. Χάρης Βάρβογλης είναι καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ.