El prescubrimiento de Neptuno

En el otoño de 1609 Galileo perfeccionó el telescopio recientemente inventado en los Países Bajos, construyendo los que finalmente usaría para observar el cielo. Durante los años 1610 a 1613 sus descubrimientos revolucionaron no solamente la ciencia de la astronomía, sino la percepción de nuestro lugar en el universo. Galileo descubrió que en la Luna había montañas y valles, que cuatro lunas orbitaban alrededor del planeta Júpiter como un sistema solar en miniatura, que Venus tenía fases y que había muchas más estrellas que las que el ojo desnudo percibía. Cuatrocientos años después hice una réplica del telescopio de Galileo, con características similares de diseño. Quería vivir la experiencia de observar el cielo como Galileo. El resultado: ¡por el telescopio de Galileo se veía muy mal! El experimento sólo logró aumentar mi admiración por la dedicación del toscano.

Una vez publicados sus primeros descubrimientos Galileo se dedicó a observar sistemáticamente para descubrir las nuevas regularidades del cielo. Observando, dibujando y anotando en sus cuadernos el movimiento de los satélites de Júpiter aprendió a predecir sus posiciones. En la noche del 27 de diciembre de 1612 observó lo siguiente:

Júpiter es el circulito central. Vemos tres de sus satélites y las distancias medidas en radios del planeta. Hacia el Este Galileo dibujó una estrella fija ("fixa") como referencia. Está indicada con una línea de puntos porque estaba más lejos y no cabía en la página. Hoy en día podemos reconstruir lo que observó:

Lo que Galileo marcó como estrella fija era el planeta Neptuno ¡234 años antes de su descubrimiento!

Galileo observó Júpiter casi todas las noches durante ese invierno, y dejó señalada la posición de Neptuno varias veces más. A principios de enero los dos planetas se acercaron muchísimo, y Galileo los podía observar simultáneamente en el campo de su instrumento (15 minutos de grado). El 3 de enero, incluso, ¡Júpiter ocultó a Neptuno! Durante estas semanas los dibujos, sin embargo, no lo muestran, tal vez para no confundir su posición con los satélites, que era lo que estaba estudiando.

Pero a fin de mes Neptuno vuelve a aparecer en el cuaderno, en una observación memorable.

Nuevamente vemos una línea punteada para señalar la dirección de una estrella fija, marcada a, a 29 radios jovianos. Y una anotación dice que después de ella ("post stella fixa a") había otra, que agregó en un dibujo auxiliar a la derecha, indicada b. El texto termina diciendo que también la había observado la noche precedente, pero que estaban más separadas entre sí ("sed videbat remotiones inter se"). La estrella a es HD105374, una magnitud más brillante que Neptuno, que es la estrella b. El movimiento que observó Galileo es el siguiente:

Sabemos que la precisión de las posiciones de los satélites registradas por Galileo es de 0.1 radios de Júpiter o mejor (¡unos 5 segundos de arco!). Así que no hay ninguna duda de que registró correctamente el movimiento de Neptuno (la estrella b) con respecto a la verdadera estrella fija a.

O sea: Galileo observó Neptuno, y observó que se movía con respecto a las estrellas fijas. ¿Por qué nunca reportó el descubrimiento de un nuevo planeta? ¿O acaso lo hizo, y lo dejó escondido en algún anagrama o adivinanza, como solía hacer, y nunca nadie lo reconoció? Tal vez nunca lo sabremos.

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El descubridor del descubrimiento es el astrónomo Charles Kowal. El trabajo está publicado como:
Kowal and Drake, Galileo's observation of Neptune, Nature 287:311 (1980). Yo recuerdo haberlo leído por esos años en Scientific American.

Kowal cuenta la historia del descubrimiento del descubrimiento en: Kowal, Galileo's observation of Neptune, Int. J. Sci. Hist. 15:3 (2008).

Standish y Nobili, en Galileo's observation of Neptune, Baltic Astronomy 6:97 (1997), argumentan que un punto dibujado en otra observación también es Neptuno, lo cual permite refinar la calidad de su observación y compararla con las efemérides actuales. David Jamieson argumenta que ese punto delata que Galileo volvió sobre sus notas y las revisó, notando el movimiento de Neptuno.

En inglés se llaman precovery (de prediscovery recovery) estos registros anteriores a un descubrimiento. Son muy comunes en astronomía, y particularmente útiles en la observación de asteroides y otros cuerpos menores, ya que permiten refinar las órbitas en base a observaciones muy separadas en el tiempo. Mike Brown, en un seminario al que asistí recientemente, dice que cree que su Planeta 9 ya está fotografiado en algún survey. En Wikipedia en español también dicen precovery, y existe predescubrimiento, pero tal vez podríamos decir prescubrimiento, como puse en el título.