Was sind die Ursachen von Störungen in der Umlaufbahn des Planeten Uranus?

Die Umlaufbahn des Planeten Uranus ist durch die Anwesenheit anderer Planeten, einschließlich Neptun, gestört.

Der Astronom William Herschel entdeckte Uranus 1781. Es war der erste Planet, der durch ein Teleskop entdeckt wurde und der erste, der seit der Antike nicht stĂ€ndig beobachtet wurde. In den Jahren nach seiner Entdeckung verfolgten Astronomen den neuen Planeten sehr sorgfĂ€ltig. Sie entdeckten Störungen in ihrer Umlaufbahn, von denen einige durch die Gravitationseffekte bekannter Planeten wie Jupiter und Saturn erklĂ€rt werden konnten, wĂ€hrend andere zur Entdeckung des bisher unbekannten Planeten Neptun fĂŒhrten.

Sonnensystemdynamik

Als Uranus entdeckt wurde, waren die physikalischen Gesetze, die die Dynamik des Sonnensystems bestimmen, sehr gut verstanden. Die einzige involvierte Kraft ist die Gravitation, die mit Newtons Bewegungsgesetzen kombiniert werden kann, um eine umfassende mathematische Beschreibung der Planetenbahnen zu liefern. Die resultierenden Gleichungen sind extrem streng und erlauben es, die Bewegung eines Planeten ĂŒber den Himmel mit hoher Genauigkeit vorherzusagen. Dies war bereits fĂŒr die vorher bekannten Planeten getan worden, und es wurde innerhalb von zwei Jahren nach seiner Entdeckung fĂŒr Uranus getan.

Orbitale Diskrepanzen

Anfangs schien die Bewegung von Uranus den Vorhersagen sehr gut zu folgen. AllmĂ€hlich jedoch begann der beobachtete Standort des Planeten von seiner erwarteten Position abzuweichen. Bis 1830 betrug die Diskrepanz mehr als das Vierfache des Durchmessers des Planeten und konnte nicht lĂ€nger ignoriert werden. Eine von einigen Astronomen favorisierte ErklĂ€rung war, dass Newtons Formulierung der Gravitation fehlerhaft war, was zu Vorhersagen fĂŒhrte, die ungefĂ€hr, aber nicht genau richtig waren. Die einzige andere Möglichkeit war, dass ein unbekanntes Objekt irgendwo in den Ă€ußeren Bereichen des Sonnensystems umkreiste.

Vorhersage eines neuen Planeten

Die ursprĂŒnglichen Berechnungen der Umlaufbahn von Uranus berĂŒcksichtigten die Gravitationseffekte aller bekannten Objekte im Sonnensystem. Der primĂ€re Effekt war von der Sonne, aber es gab störende Effekte von den Riesenplaneten Jupiter und Saturn. Die beobachtete Diskrepanz deutete darauf hin, dass ein weiterer großer Planet außerhalb der Umlaufbahn von Uranus entdeckt werden musste. Theoretisch könnte die Umlaufbahn dieses unentdeckten Planeten mit angemessener Genauigkeit berechnet werden, basierend auf den beobachteten Störungen in der Position von Uranus. Diese Berechnungen wurden 1843 von einem englischen Astronomen, John Couch Adams, durchgefĂŒhrt, aber leider wurde ihre Bedeutung in England zu dieser Zeit nicht erkannt.

Die Entdeckung von Neptun

Berechnungen, die denen von Adams sehr Ă€hnlich waren, wurden kurz darauf von dem französischen Wissenschaftler Urbain Le Verrier durchgefĂŒhrt. Anhand von Le Verriers Zahlen entdeckten Astronomen des Berliner Observatoriums den vorhergesagten Planeten im Jahr 1846 und erhielten anschließend den Namen Neptun. Nach der Entdeckung von Neptun und weit in das 20. Jahrhundert gab es eine Kontroverse darĂŒber, ob seine Existenz die verbleibenden Störungen in der Umlaufbahn von Uranus vollstĂ€ndig erklĂ€rte. Aber die meisten Astronomen glauben heute, dass dies tatsĂ€chlich der Fall ist.

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