Percival Lowell (1855 – 1916) en de zoektocht naar Pluto

Percival Lowell
Percival Lowell (1855 – 1916) By James E. Purdy – This image is available from the United States Library of Congress’s Prints and Photographs division under the digital ID cph.3c28068.This tag does not indicate the copyright status of the attached work. A normal copyright tag is still required. See Commons:Licensing for more information., Public Domain, Link

Op 19 maart 1915 begon de Amerikaanse astronoom Percival Lowell met het systematisch fotograferen van de sterrenhemel. Hij deed dit vanaf de door hem opgerichte Lowell Sterrenwacht. Doel van zijn zoektocht was het vinden van een planeet voorbij de baan van Neptunus. Op deze foto’s werd 15 jaar later de dwergplaneet Pluto ontdekt.

Vroege jaren

Percival Lowell werd op 13 maart 1855 geboren in Cambridge. Zijn familie was rijk. Lowell studeerde in 1872 af aan de Noble and Greenough School. Hij studeerde wiskunde aan Harvard en behaalde hier in 1876 zijn graad. Na Harvard was hij 6 jaar lang eigenaar van een katoenmolen. Hierna vertrok de familie naar het verre oosten. Tijdens deze periode schreef Lowell verschillende teksten gevuld met waarnemingen en academische discussies over verschillende aspecten van het Japanse leven. Hij schreef o.a. over de taal, religie, economie, reizen in Japan en persoonlijke ontwikkeling.

Deze teksten leidden in 1892 tot zijn verkiezing van Fellow of the American Academy of Arts and Sciences. In 1893 wendde hij zijn rijkdom en invloed aan om sterrenkunde te gaan studeren en de beroemde Lowell sterrenwacht in Flagstaff, Arizona op te bouwen. De laatste 23 jaar van zijn leven hield hij zich uitsluitend bezig met astronomie, de Lowell sterrenwacht en zijn waarnemingen.

Het bestuderen van Mars

Na het lezen van “La planète Mars” van Camille Flammarion besluit Lowell de planeet uitgebreid te gaan bestuderen. Hij was in het bijzonder geïnteresseerd in de kanalen van Mars zoals die door de Italiaanse astronoom Giovanni Schiaperelli waren getekend. Schiaperelli was destijds directeur van de sterrenwacht van Milaan. De volgende vijftien jaar hield Lowell zich uitsluitend bezig met Mars en maakte hij ingewikkelde tekeningen van hoe hij de planeet zag. Met de publicatie van drie boeken over de kanalen van Mars was Lowell dé popularisator van het lang in standgehouden geloof dat de kanalen op Mars het werk waren van een intelligente beschaving. Naast de studie van Mars begon Lowell in 1896 met het bestuderen van Venus. Ook van deze planeet maakte hij verschillende kaarten.

De zoektocht naar de tiende planeet

De grootste bijdrage van Lowell aan het onderzoek van planeten kwam tijdens de laatste tien jaar van zijn leven. Hij weidde die aan de zoektocht naar de tiende planeet. Dit zou een hypothetische planeet zijn voorbij de baan van Neptunus. Omstreeks 1840 had de Franse astronoom Urbain Le Verrier aan de hand van Newtoniaanse mechanica de positie van de dan nog onbekende planeet Neptunus berekend. Hij maakte daarbij gebruik van afwijkingen in de baan van Uranus. Aan het einde van de negentiende eeuw zagen astronomen afwijkingen in de baan van Neptunus en men begon te speculeren over een planeet voorbij de baan van Neptunus die voor deze afwijkingen verantwoordelijk kon worden gehouden. Lowell geloofde dat de planeten Uranus en Neptunus van hun voorspelde posities afweken door de aanwezigheid van de nog ongeziene Planeet X.

In 1909 hadden Lowell en de astronoom William Pickering verschillende coördinaten berekend voor een dergelijke planeet. Lowell en zijn sterrenwacht begonnen aan een zoektocht die tot zijn dood in 1916 zou voortduren. Helaas voor Lowell zonder resultaat. Alhoewel Lowell Pluto niet vond bleek dat zijn sterrenwacht de dwergplaneet in maart en april 1915 wel had gefotografeerd. Na de dood van Lowell vocht zijn weduwe Clarence Lowell gedurende 10 jaar om de nalatenschap van 1 miljoen dollar aan de sterrenwacht terug te krijgen voor eigen gebruik. Hierdoor lag de zoektocht naar Planeet X stil tot 1929.

In dat jaar gaf de toenmalige directeur aan de destijds 23-jarige Clyde Tombaugh de opdracht om Planeet X te vinden. Tombaugh was een amateurastronoom. Hij had sterrenkunde willen gaan studeren maar zijn familie had niet de beschikking over voldoende financiële middelen om hem naar de universiteit te laten gaan. Vanaf 1926 had Tombaugh telescopen gebouwd met lenzen en spiegels die hij zelf had geslepen. Op 22-jarige leeftijd stuurde hij tekeningen van Mars en Jupiter naar de Lowell Sterrenwacht en die leidden tot een baan die hij tot 1945 hou zouden.

Clyde Tombaugh en de ontdekking van Pluto

Het was de taak van Tombaugh om systematisch de nachtelijke sterrenhemel te fotograferen. Tombaugh fotografeerde hetzelfde gebied met tussenpozen van twee weken, op die manier kon hij zien of er objecten gedurende die twee weken hadden bewogen. Om dat te kunnen controleren gebruikte hij een zogenaamde “blink comparator” die het mogelijk maakt om heel snel tussen de twee afbeeldingen te schakelen waardoor er een illusie van beweging ontstaat voor de objecten die van plaats waren veranderd. Op 18 februari 1930, na ongeveer een jaar zoeken, ontdekte Tombaugh een mogelijk bewegend object op fotografische platen die op 23 januari en 29 januari van dat jaar waren gemaakt. Een opname van mindere kwaliteit die op 21 januari was gemaakt hielp hem bij de bevestiging.

Slechts een dwergplaneet

Gedeeltelijk als erkenning van de inspanningen van Percival Lowell werden de letters P en L gekozen als  het astronomische symbool voor Pluto. P en L zijn de initialen van Percival Lowell maar William Pickering legde het monogram uit als Pickering – Lowell. Na verloop van tijd bleek dat de theorie over de tiende planeet niet klopte. Het duurde tot 1978 voordat men in staat was om de massa van Pluto nauwkeurig te bepalen. Toen werd de maan Charon gevonden en met behulp van die maan kon de massa worden bepaald. Dit bevestigde wat in toenemende mate al werd vermoed: de invloed van de aantrekkingskracht van Pluto op Uranus en Neptunus is te verwaarlozen. Die aantrekkingskracht kan zeker niet gebruikt worden om de afwijkingen in hun banen te verklaren.

In 2006 werd Pluto door de Internationale Astronomische Unie uiteindelijk tot dwergplaneet gedegradeerd. Ondertussen is ook bekend dat de afwijkingen tussen de voorspelde en de waargenomen posities van Uranus en Neptunus niet worden veroorzaakt door de aantrekkingskracht van een onbekende planeet. Ze werden veroorzaakt door een verkeerde waarde voor de massa van Neptunus. Toen Voyager 2 in 1989 een scheervlucht maakte langs Neptunus kon men een veel betere waarde voor de massa van de planeet berekenen. Met de nieuwe massa voor Neptunus bleken de verschillen tussen de berekende en de gemeten posities te zijn verdwenen.

Pluto op 13 juli 2015
Deze foto van Pluto is gemaakt op 13 juli 2015, slechts 16 uur voor de dichtste nadering. De afstand tot Pluto bedroeg 766.000 kilometer. Klik op de foto voor een hoge resolutie opname. Credit: NASA

Pluto, Plutoïden en Plutino’s

Pluto is vernoemd naar de Romeinse god van de Onderwereld. De dwergplaneet is het grootst bekende object in de Kuipergordel en in grootte het tiende object dat om de Zon draait en dat we rechtstreeks kunnen zien. Pluto is na Eris de zwaarste dwergplaneet. Net zoals andere Kuipergordel objecten bestaat Pluto grotendeels uit gesteente en ijs en is het relatief klein. Pluto heeft een massa van ongeveer 1/6de van de Maan en een volume van ongeveer 1/3de van de Maan. Pluto heeft vijf bekende manen: Charon (de grootste met een diameter van iets meer dan de helft van de diameter van Pluto), Nix, Hydra, Kerberos en Styx. In 2015 kreeg het Pluto systeem voor het eerst bezoek van een ruimtesonde. De New Horizons maakte een scheervlucht langs de dwergplaneet en tijdens die scheervlucht werden er gedetailleerde opnames en metingen gedaan van de dwergplaneet en zijn manen.

 

Eerste publicatie: 19 maart 2020