El Sistema Solar i més enllà

Kepler i Newton havien donat la clau per interpretar el moviment dels planetes. A la llum de la gravitació s’anaven integrant les observacions, cada vegada més acurades dels cossos que es trobaven dins del Sistema Solar i s’intentava esbrinar què hi havia més enllà. El més important era determinar les distàncies a la que es trobaven els cossos que s’anaven descobrint i interpretar el seu moviment. La principal tècnica de determinació de distància era la paral·laxi.

Paral·laxi (1) (2):

Paral·laxi. Imatge de Wikimedia Commons.

És l’efecte de desplaçament d’un objecte observat quan canvia la posició de l’observador. El podem imaginar molt fàcilment mirant-nos el dit d’una mà amb el braç estès. Si tanquem alternativament un ull i l’altre, veurem que canvia de posició respecte el que veiem de fons.
En astronomia, es defineix paral·laxi com l’angle format per les dues rectes que uneixen l’astre observat i dos punts des del que és observat. Si aquests dos punts són diametralment oposats en la trajectòria de la Terra al voltant del Sol, es diu paral·laxi anual.
(imatge parallax.png, Wikimedia Commons)

Mesurant l’univers (1):
– Observant la Lluna des de dos posicions de la superfície de la Terra prou allunyades, es pot mesurar el seu desplaçament angular aparent respecte el fons de les estrelles fixes. Amb l’angle d’aquest desplaçament i la distància entre els dos observatoris es pot determinar la distància Terra – Lluna.
– Aplicant aquest procediment als planetes es van determinar les distàncies entre aquests i la Terra i després la distància entre la Terra i el Sol, de forma que al final del segle XVII es va tenir complet el model de Kepler i Newton.
– Aquest mètode no resultava aplicable però a les estrelles i els intents fets durant el començament del segle XVIII no van donar resultats que permetessin calcular la distància a cap estrella. De fet aquesta ja va ser la crítica que es va fer al model de Copèrnic i que vam comentar fa unes setmanes: si no s’observa la paral·laxi estel·lar potser és perquè la Terra no es mou, com deia el model geocèntric.
– Com es podia interpretar la manca de paral·laxi estel·lar?
El 1700 encara es creia en la idea del mateix Kepler de que les estrelles eren punts lluminosos situats en una esfera rígida només una mica més enllà dels límits del sistema solar. (Pàg. 46) La no observació de paral·laxi també podia ser deguda al fet de que aquesta esfera rígida fos més llunyana del que es pensava, amb el que el desplaçament de la Terra en la seva òrbita respecte el Sol, no seria suficient per posar-la de manifest.
– D’altra banda l’observació de la diferència de brillantor entre les estrelles es podia interpretar com que estaven distribuïdes per tot l’espai, sent unes més llunyanes que les altres i no situades totes a la mateixa volta celeste. Edmund Halley el 1718 va fer notar que almenys tres estrelles ben conegudes, Sirio, Procyon i Arcturus, es trobaven en una posició significativament diferent de la que els havien assignat els antics grecs, inclús tenint en compte la diferència de precisió entre els mètodes de mesura utilitzats.
– A mitjans del segle XVIII, era ben clar per els astrònoms que no existia una volta celeste rígida, sinó que les estrelles eren distribuïdes per tot l’espai, a diferents distàncies de la Terra.

Bust d’Edmund Halley. Greenwich Observatory. Foto J.L. Diez.

– Els cometes (1):
Cap a 1760 els astrònoms ja eren convençuts que el sistema solar era molt més gran que el que els grecs havien imaginat. Els planetes coneguts fins aleshores arribaven només fins a Saturn. Edmund Halley, aplicant les teories del moviment dels planetes als cometes que apareixien cada 75  o 76 anys, el 1704 ja havia proposat la teoria que en realitat tots els cometes eren un únic cometa, amb una òrbita molt excèntrica, que arribava més enllà de la distància a la que sabem ara que es troba Neptú, que encara estava per descobrir. Va predir que el cometa tornaria a ser visible el 1758.  Així va ser, setze anys després de la mort de Halley i des d’aleshores es coneix amb el nom de l’astrònom.

William Herschel (3) (4), nascut a Hannover, Alemanya el 1738 com Friedrich Wilhelm Herschel. El seu pare era músic (oboè) de la Banda del regiment de la Guàrdia de Hannover i ell va aprendre a tocar l’oboè i després altres instruments i fins i tot va composar 24 simfonies. El 1757, als 19 anys, després que la Guàrdia va ser derrotada durant la Guerra dels Set Anys, va ser enviat a Anglaterra. Allà va ser músic a diferents orquestres, tocant el violí a la de Newcastle o l’òrgan a Bath, fins que el 1780 va ser nomenat director de l’orquestra de Bath.
La música el va fer interessar a les matemàtiques i les lents i després a l’astronomia. Va començar per observar i catalogar estrelles dobles amb un telescopi de 6,2′ fet per ell mateix. L’interès per les estrelles dobles va venir de pensar que, observant dues estrelles que es veien molt properes (encara que podien estar una molt lluny de l’altra) seria més fàcil de detectar la paral·laxi estel·lar. La sorpresa va venir de trobar que el desplaçament de les dues estrelles no podia ser degut a l’efecte de paral·laxi, sinó del seu moviment relatiu per l’atracció gravitatòria mútua. Entre 1779 i 1821 va publicar tres catàlegs amb 848 estrelles dobles o múltiples.

Descobriment d’Urà.
El març de 1781 descobreix Urà, pensant primer que era un cometa o una estrella, però determinant després que era un planeta més enllà de l’òrbita de Saturn, últim planeta conegut fins aleshores.

Al principi Herschel el va anomenar “Georgium Sidus” o “Estrella Geogiana” o “Planeta Georgià” (5) en honor del rei George III, però el nom no va agradar als francesos, que el van començar a anomenar “planeta Herschel”. Finalment es va imposar el nom d’Urà, nom del pare de Kronos (Saturn) a la mitologia grega (Urà era Caelus a la mitologia romana), seguint el precedent històric de posar noms dels deus grecs o romans.

Pàg. 69: William Herschel va fer una observació sistemàtica del cel i va descobrir que el nombre d’estrelles augmentava en la zona de la Via Làctia i disminuïa en la direcció perpendicular a la mateixa. Va considerar el conjunt de les estrelles que podia observar com un sistema en forma de lent, el que ara anomenen galàxia i va quantificar-lo en 300 milions d’estrelles, amb un diàmetre màxim de 8.000 anys-llum i mínim de 1.500 anys-llum. Les dades que es consideren actualment són uns 300.000 milions d’estrelles i un diàmetre mitjà de 100.000 anys-llum.

Imatge del telescopi de Herschel. Greenwich Observatory. Foto J.L. Diez.

 

Entre 1782 i 1790  va investigar el cel profund, utilitzant telescopis amb una lent de 12′ (30 cm) i 18,7′ (47 cm) i un mirall de 20 peus (610 cm) de distància focal, descobrint uns 2400 objectes que ell anomenà “nebulae i cluster”, “nebuloses i grups d’estrelles”, objectes més o menys difosos incloent-hi galàxies més enllà del sistema solar, que serien reconegudes més tard

Herschel construïa i utilitzava telescopis reflectors, inventats per Newton 100 anys abans. Aquests telescopis es basen en un mirall còncau parabòlic, que concentra els raigs de llum que són recollits en una lent amb l’ajuda d’un petit mirall col·locat en diagonal. Durant la seva vida va construir més 400 telescopis, el més famós dels quals va ser de 49,5′ (1,26 m) i 40 peus (12 m) de distància focal. Va introduir una variant al disseny del telescopi newtonià, eliminant el petit mirall diagonal i inclinant el mirall principal per a millorar la reflectivitat. Al final de la seva carrera va descobrir 2 llunes de Saturn, Mimes i Encèlad i dues d’Urà: Titània i Oberó.

Fonts d’informació:
(1) El universo, Isaac Asimov, Alianza Editorial, 2007.
(2) http://ca.wikipedia.org/wiki/Paral%C2%B7laxi
(3) http://en.wikipedia.org/wiki/William_Herschel
(4) http://www.gutenberg.org/files/12340/12340-h/12340-h.htm
(5) http://www.universetoday.com/18958/name-of-uranus/

  Audio de la xerrada.

Emissió de Ràdio Banyoles, dins del programa d’Astrobanyoles
“Sopa d’estrelles· del 28 de febrer de 2013″.

Aquesta entrada ha esta publicada en cosmologia. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari