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क्या कोई उपयोगी उपाय है कि एक ग्रह "जीवन-प्रधान" कैसे है?

क्या कोई उपयोगी उपाय है कि एक ग्रह


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यदि मंगल या शुक्र पर जीवन मौजूद है, तो पृथ्वी पर जीवन के विपरीत, यह "बस स्क्रैपिंग" होना चाहिए। मैं इसे मापने के कुछ तरीकों की कल्पना कर सकता हूं:

  • मंगल या शुक्र पर जीवन का पता लगाना कठिन है - कोई भी बायोसिग्नेचर बेहद फीके हैं (जीवन रसायन को काफी प्रभावित नहीं करता है रचना इन ग्रहों में से)।

  • मंगल या शुक्र पर जीवन महत्वपूर्ण भू-रासायनिक में एक प्रमुख भूमिका निभाता प्रतीत नहीं होता है साइकिल उन ग्रहों पर

  • मंगल या शुक्र पर जीवन उपलब्ध का अधिक "उपयोग" नहीं करता है ऊर्जा पर्यावरण में, या सूर्य से ग्रह तक ऊर्जा के प्रवाह को प्रभावित करने और फिर वापस अंतरिक्ष में जाने के लिए।

इसके विपरीत, पृथ्वी पर जीवन का वातावरण और ग्रह की सतह की रासायनिक संरचना पर नाटकीय प्रभाव पड़ा है, ग्रह पर कई भू-रासायनिक चक्रों में एक प्रमुख भूमिका निभाता है, और घटना सूर्य के प्रकाश का एक सराहनीय अंश खाद्य वेब में भेज दिया जाता है। अंतरिक्ष में वापस जाने से पहले प्रकाश संश्लेषक द्वारा।

कोई ग्रह पृथ्वी से भी अधिक जीवन-प्रधान ग्रहों की कल्पना कर सकता है - सूर्य की ऊर्जा का अधिक उपयोग करना, प्लेट टेक्टोनिक्स, महासागरीय धाराओं और हवा के पैटर्न जैसे चक्रों को नियंत्रित करना, ग्रह के चुंबकीय क्षेत्र या कक्षीय मापदंडों को प्रभावित करना, खानपान दर या रासायनिक को नियंत्रित करना आस-पास के क्षुद्रग्रहों या क्षुद्रग्रह खनन को मोड़कर रचना,…

लेकिन किसी भी घटना में, यह मेरे लिए स्पष्ट नहीं है कि क्या एक भी अच्छा मात्रात्मक माप है जो इस तरह के कई तरीकों को प्रतिबिंबित कर सकता है कि जीवन अपने ग्रह को प्रभावित कर सकता है, जैसे कि मंगल और शुक्र (यदि उनके पास जीवन है) स्कोर कम है, पृथ्वी स्कोर उच्च, और एक काल्पनिक ग्रह (या भविष्य की पृथ्वी) अभी भी उच्च स्कोर कर सकता है।

सवाल: क्या ऐसा कोई उपाय है?

पी.एस. मैं शायद उपयुक्त टैग चुनने में कुछ मदद का उपयोग कर सकता हूं।


TESS ने अब तक की सबसे लंबी कक्षा के साथ अपने तीसरे नए ग्रह की खोज की

एमआईटी समाचार कार्यालय की वेबसाइट पर डाउनलोड के लिए छवियां गैर-व्यावसायिक संस्थाओं, प्रेस और आम जनता के लिए क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन नॉन-कमर्शियल नो डेरिवेटिव्स लाइसेंस के तहत उपलब्ध कराई जाती हैं। आप प्रदान की गई छवियों को आकार में क्रॉप करने के अलावा अन्य नहीं बदल सकते हैं। छवियों को पुन: प्रस्तुत करते समय एक क्रेडिट लाइन का उपयोग किया जाना चाहिए यदि कोई नीचे प्रदान नहीं किया गया है, तो छवियों को "MIT" में क्रेडिट करें।

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नासा के ट्रांजिटिंग एक्सोप्लैनेट सर्वे सैटेलाइट, TESS ने हमारे सौर मंडल के बाहर एक तीसरे छोटे ग्रह की खोज की है, वैज्ञानिकों ने इस सप्ताह सिएटल में वार्षिक अमेरिकन एस्ट्रोनॉमिकल सोसाइटी की बैठक में घोषणा की।

HD 21749b नाम का नया ग्रह, नक्षत्र रेटिकुलम में लगभग 53 प्रकाश वर्ष दूर एक चमकीले, पास के बौने तारे की परिक्रमा करता है, और ऐसा प्रतीत होता है कि TESS द्वारा अब तक पहचाने गए तीन ग्रहों की सबसे लंबी कक्षीय अवधि है। HD 21749b दो अन्य ग्रहों की तुलना में अपेक्षाकृत आराम से 36 दिनों में अपने तारे के चारों ओर यात्रा करता है - Pi Mensae b, एक "सुपर-अर्थ" 6.3-दिवसीय कक्षा के साथ, और LHS 3844b, एक चट्टानी दुनिया जो अपने तारे के चारों ओर गति करती है। सिर्फ 11 घंटे। टीईएसएस के पहले तीन महीनों के अवलोकन में तीनों ग्रहों की खोज की गई थी।

नए ग्रह की सतह लगभग 300 डिग्री फ़ारेनहाइट होने की संभावना है - अपेक्षाकृत ठंडा, अपने तारे से इसकी निकटता को देखते हुए, जो लगभग सूर्य के समान उज्ज्वल है।

एमआईटी के कावली इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स एंड स्पेस रिसर्च में पोस्टडॉक डायना ड्रैगोमिर कहती हैं, "यह सबसे अच्छा छोटा ग्रह है जिसे हम ऐसे पास के तारे के बारे में जानते हैं।" "हम गर्म ग्रहों के वायुमंडल के बारे में बहुत कुछ जानते हैं, लेकिन क्योंकि छोटे ग्रहों को ढूंढना बहुत मुश्किल है जो अपने सितारों से दूर हैं, और इसलिए कूलर हैं, हम इन छोटे, कूलर ग्रहों के बारे में ज्यादा नहीं सीख पाए हैं। लेकिन यहाँ हम भाग्यशाली थे, और हमने इसे पकड़ लिया, और अब हम इसका और अधिक विस्तार से अध्ययन कर सकते हैं।"

यह ग्रह पृथ्वी के आकार का लगभग तीन गुना है, जो इसे "उप-नेपच्यून" की श्रेणी में रखता है। हैरानी की बात यह है कि यह पृथ्वी से 23 गुना विशाल भी है। लेकिन यह संभावना नहीं है कि ग्रह चट्टानी है और इसलिए रहने योग्य है, यह गैस से बना है, एक तरह का जो नेप्च्यून या यूरेनस के वायुमंडल की तुलना में बहुत अधिक घना है।

"हमें लगता है कि यह ग्रह नेपच्यून या यूरेनस के रूप में गैसीय नहीं होगा, जो ज्यादातर हाइड्रोजन और वास्तव में झोंके हैं," ड्रैगोमिर कहते हैं। "ग्रह में शायद पानी जैसे भारी अणुओं से बना वातावरण है।"

गंभीरता से, शोधकर्ताओं ने एक दूसरे ग्रह के साक्ष्य का भी पता लगाया है, हालांकि अभी तक पुष्टि नहीं हुई है, उसी ग्रह प्रणाली में, एक छोटी, 7.8-दिन की कक्षा के साथ। यदि इसकी पुष्टि एक ग्रह के रूप में की जाती है, तो यह TESS द्वारा खोजा गया पृथ्वी के आकार का पहला ग्रह हो सकता है।

एएएस बैठक में अपने परिणाम प्रस्तुत करने के अलावा, शोधकर्ताओं ने एक पेपर प्रस्तुत किया है एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स.

"वहां कुछ"

अप्रैल 2018 में लॉन्च होने के बाद से, एमआईटी के नेतृत्व वाला मिशन, TESS, आस-पास के लगभग 200,000 सितारों के प्रकाश में क्षणिक गिरावट के लिए, सेक्टर दर क्षेत्र आकाश की निगरानी कर रहा है। इस तरह के डिप्स संभवतः उस तारे के सामने से गुजरने वाले ग्रह का प्रतिनिधित्व करते हैं।

उपग्रह प्रत्येक सेक्टर पर अपने चार ऑनबोर्ड कैमरों को 27 दिनों के लिए प्रशिक्षित करता है, अगले एक को देखने के लिए स्थानांतरित करने से पहले उस विशेष खंड में सितारों से प्रकाश लेता है। अपने दो साल के मिशन के दौरान, TESS रात के आकाश के अतिव्यापी स्लाइस की निगरानी और उन्हें एक साथ जोड़कर लगभग पूरे आकाश का सर्वेक्षण करेगा। उत्तरी गोलार्ध के आकाश में घूमने से पहले, उपग्रह दक्षिणी गोलार्ध में आकाश का सर्वेक्षण करने में पहला साल बिताएगा।

मिशन ने उन सभी डेटा को जनता के लिए जारी कर दिया है जो TESS ने अब तक 13 क्षेत्रों में से पहले तीन क्षेत्रों से एकत्र किया है जो कि दक्षिणी आकाश में निगरानी करेगा। अपने नए विश्लेषण के लिए, शोधकर्ताओं ने 25 जुलाई और 14 अक्टूबर के बीच एकत्र किए गए इस डेटा को देखा।

सेक्टर 1 डेटा के भीतर, ड्रैगोमिर ने स्टार एचडी 21749 से प्रकाश में एक एकल पारगमन, या डुबकी की पहचान की। चूंकि उपग्रह केवल 27 दिनों के लिए एक सेक्टर से डेटा एकत्र करता है, इसलिए उस समय अवधि से अधिक लंबी कक्षाओं वाले ग्रहों की पहचान करना मुश्किल है। जब कोई ग्रह फिर से घूमता है, तो उपग्रह आकाश के एक और टुकड़े को देखने के लिए स्थानांतरित हो सकता है।

मामलों को जटिल बनाने के लिए, तारा स्वयं अपेक्षाकृत सक्रिय है, और ड्रैगोमिर को यकीन नहीं था कि वह जो एकल पारगमन देखती है वह एक गुजरते ग्रह या तारकीय गतिविधि में एक ब्लिप का परिणाम था। इसलिए उसने उच्च सटीकता रेडियल वेग ग्रह खोजकर्ता, या HARPS, चिली में एक बड़े ग्राउंड-आधारित टेलीस्कोप पर स्थापित एक उच्च-सटीक स्पेक्ट्रोग्राफ द्वारा एकत्र किए गए एक दूसरे डेटासेट से परामर्श किया, जो अपने मेजबान सितारों पर उनके गुरुत्वाकर्षण टग द्वारा एक्सोप्लैनेट की पहचान करता है।

ड्रैगोमिर कहते हैं, "उन्होंने एक दशक पहले इस स्टार सिस्टम को देखा था और कभी भी कुछ भी घोषित नहीं किया क्योंकि उन्हें यकीन नहीं था कि वे एक ग्रह बनाम स्टार की गतिविधि को देख रहे थे।" "लेकिन हमारे पास यह एक पारगमन था, और पता था कि कुछ था।"

तारकीय जासूस

जब शोधकर्ताओं ने HARPS डेटा को देखा, तो उन्होंने हर 36 दिनों में HD 21749 से निकलने वाले एक दोहराए जाने वाले संकेत की खोज की। इससे, उन्होंने अनुमान लगाया कि, यदि उन्होंने वास्तव में सेक्टर 1 से टीईएसएस डेटा में एक पारगमन देखा था, तो 36 दिन बाद सेक्टर 3 के डेटा में एक और पारगमन दिखाई देना चाहिए। जब ​​वह डेटा सार्वजनिक रूप से उपलब्ध हो गया, तो एक क्षणिक गड़बड़ ने एक अंतर पैदा कर दिया। डेटा में उस समय जब ड्रैगोमिर को दूसरा ट्रांजिट होने की उम्मीद थी।

"क्योंकि उस समय के आसपास डेटा में रुकावट थी, हमने शुरू में दूसरा पारगमन नहीं देखा, और बहुत निराश थे," ड्रैगोमिर याद करते हैं। "लेकिन हमने डेटा को फिर से निकाला और अधिक ध्यान से देखने के लिए ज़ूम इन किया, और पाया कि पारगमन के अंत की तरह क्या दिखता है।"

उसने और उसके सहयोगियों ने पैटर्न की तुलना पहले पूर्ण पारगमन से की, जिसे उन्होंने मूल रूप से खोजा था, और एक निकट पूर्ण मिलान पाया - एक संकेत है कि ग्रह 36-दिन की कक्षा में अपने तारे के सामने फिर से गुजरा।

ड्रैगोमिर कहते हैं, "इसमें कुछ जासूसी का काम शामिल था, और सही समय पर सही लोग थे।" "लेकिन हम भाग्यशाली थे और हमने संकेतों को पकड़ लिया, और वे वास्तव में स्पष्ट थे।"

उन्होंने अपने निष्कर्षों को और अधिक मान्य करने और ग्रह के द्रव्यमान और कक्षा को बाधित करने के लिए, चिली में मैगलन टेलीस्कोप पर स्थापित एक उपकरण, प्लैनेट फाइंडर स्पेक्ट्रोग्राफ के डेटा का भी उपयोग किया।

एक बार जब TESS ने पूरे आकाश की अपनी दो साल की निगरानी पूरी कर ली है, तो विज्ञान टीम ने पृथ्वी के आकार के चार गुना से भी कम आकार के 50 छोटे ग्रहों की जानकारी को आगे की अनुवर्ती कार्रवाई के लिए या तो जमीन पर आधारित दूरबीनों के साथ देने के लिए प्रतिबद्ध किया है। या भविष्य के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप।

ड्रैगोमिर कहते हैं, "हमने अब तक तीन ग्रहों की पुष्टि की है, और बहुत से ऐसे हैं जो दूरबीन की प्रतीक्षा कर रहे हैं और लोगों की पुष्टि होने का समय है।" "तो यह वास्तव में अच्छा चल रहा है, और TESS पहले से ही हमें इन छोटे ग्रहों की विविधता के बारे में जानने में मदद कर रहा है।"

TESS एक NASA एस्ट्रोफिजिक्स एक्सप्लोरर मिशन है जिसका नेतृत्व और संचालन MIT कैम्ब्रिज, मैसाचुसेट्स में करता है और इसका प्रबंधन गोडार्ड द्वारा किया जाता है। अतिरिक्त भागीदारों में फॉल्स चर्च में स्थित नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन, कैलिफोर्निया के सिलिकॉन वैली में वर्जीनिया नासा के एम्स रिसर्च सेंटर, कैम्ब्रिज में हार्वर्ड-स्मिथसोनियन सेंटर फॉर एस्ट्रोफिजिक्स, मैसाचुसेट्स एमआईटी लिंकन लेबोरेटरी और बाल्टीमोर में स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट शामिल हैं। दुनिया भर में एक दर्जन से अधिक विश्वविद्यालय, शोध संस्थान और वेधशालाएं मिशन में भागीदार हैं।


अनुसंधान बॉक्स शीर्षक

1990 के दशक में पहली बार अन्य सितारों के आसपास के ग्रहों की खोज से पहले, ये दूर-दराज के विदेशी संसार केवल विज्ञान कथा लेखकों की कल्पना में रहते थे।

लेकिन उनके रचनात्मक दिमाग भी उन दुनिया की कल्पना नहीं कर सकते थे जो खगोलविदों ने खोजी हैं। इनमें से कई दुनिया, जिन्हें एक्सोप्लैनेट कहा जाता है, हमारे सौर मंडल के ग्रहों के परिवार से काफी अलग हैं। वे स्टार-हगिंग "हॉट ज्यूपिटर" से लेकर "सुपर अर्थ" कहे जाने वाले बड़े चट्टानी ग्रहों तक हैं। हमारा ब्रह्मांड स्पष्ट रूप से कल्पना से अजनबी है।

इन दूर की दुनिया को देखना आसान नहीं है क्योंकि वे अपने मेजबान सितारों की चकाचौंध में खो जाते हैं। उनका पता लगाने की कोशिश करना एक लाइटहाउस के शानदार बीकन के बगल में एक जुगनू को मँडराते हुए देखने के लिए दबाव डालने जैसा है।

यही कारण है कि खगोलविदों ने अब तक अप्रत्यक्ष तकनीकों का उपयोग करते हुए पाए गए 4,000 से अधिक एक्सोप्लैनेट में से अधिकांश की पहचान की है, जैसे कि किसी तारे के मामूली डगमगाने या किसी ग्रह के सामने से गुजरने पर उसका अप्रत्याशित धुंधलापन, कुछ तारों को अवरुद्ध करना।

हालाँकि, ये तकनीकें अपने सितारों के करीब परिक्रमा करने वाले ग्रहों के लिए सबसे अच्छा काम करती हैं, जहाँ खगोलविद हफ्तों या दिनों में भी बदलाव का पता लगा सकते हैं क्योंकि ग्रह अपनी रेसट्रैक कक्षा पूरी करता है। लेकिन केवल स्टार-स्किमिंग ग्रहों को ढूंढना खगोलविदों को स्टार सिस्टम में सभी संभावित दुनिया की व्यापक तस्वीर प्रदान नहीं करता है।

एक अन्य तकनीक जो शोधकर्ता एक्सोप्लैनेट की खोज में उपयोग करते हैं, जो कि अन्य सितारों की परिक्रमा करने वाले ग्रह हैं, वह है जो उन ग्रहों पर केंद्रित है जो एक तारे की चकाचौंध से दूर हैं। वैज्ञानिकों ने विशेष इमेजिंग तकनीकों का उपयोग करते हुए, जो तारे से चकाचौंध को रोकते हैं, ने ऐसे युवा एक्सोप्लैनेट का खुलासा किया है जो इतने गर्म होते हैं कि वे अवरक्त प्रकाश में चमकते हैं। इस तरह, कुछ एक्सोप्लैनेट को सीधे देखा और अध्ययन किया जा सकता है।

नासा का आगामी जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप खगोलविदों को इस साहसिक नई सीमा में आगे की जांच करने में मदद करेगा। वेब, कुछ ग्राउंड-आधारित दूरबीनों की तरह, कोरोनग्राफ नामक विशेष ऑप्टिकल सिस्टम से लैस है, जो बेहोश एक्सोप्लैनेट का अध्ययन करने और नई दुनिया को उजागर करने के लिए जितना संभव हो उतना स्टारलाइट को अवरुद्ध करने के लिए डिज़ाइन किए गए मास्क का उपयोग करता है।

वेब के मिशन के आरंभ में दो लक्ष्य हैं, ग्रहीय प्रणालियां 51 एरिदानी और एचआर 8799। कुछ दर्जन प्रत्यक्ष रूप से प्रतिबिम्बित ग्रहों में से, खगोलविद उन प्रणालियों का विस्तार से विश्लेषण करने के लिए वेब का उपयोग करने की योजना बना रहे हैं जो पृथ्वी के सबसे निकट हैं और उनके ग्रहों से सबसे अधिक दूरी पर ग्रह हैं सितारे। इसका मतलब है कि वे सीधे देखे जाने के लिए किसी तारे की चकाचौंध से काफी दूर दिखाई देते हैं। एचआर 8799 प्रणाली पृथ्वी से 133 प्रकाश वर्ष और 51 एरिदानी 96 प्रकाश वर्ष दूर रहती है।

वेब के ग्रह लक्ष्य

वेब के मिशन की शुरुआत में दो अवलोकन कार्यक्रम एचआर 8799 प्रणाली में चार विशाल ग्रहों का अध्ययन करने के लिए नियर इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ (एनआईआरएसपीसी) की स्पेक्ट्रोस्कोपिक क्षमताओं और नियर इन्फ्रारेड कैमरा (एनआईआरकैम) और मिड-इन्फ्रारेड इंस्ट्रूमेंट (एमआईआरआई) की इमेजिंग को जोड़ते हैं। तीसरे कार्यक्रम में, शोधकर्ता 51 एरिदानी में विशाल ग्रह का विश्लेषण करने के लिए NIRCam का उपयोग करेंगे।

एचआर 8799 प्रणाली में चार विशाल ग्रह लगभग 10 बृहस्पति द्रव्यमान हैं। वे एक तारे से 14 बिलियन मील से अधिक की परिक्रमा करते हैं जो सूर्य से थोड़ा अधिक विशाल है। 51 एरिदानी में विशाल ग्रह बृहस्पति के द्रव्यमान का दोगुना है और सूर्य जैसे तारे से लगभग 11 बिलियन मील की दूरी पर परिक्रमा करता है। दोनों ग्रह प्रणालियों में पृथ्वी की ओर उन्मुख कक्षाएँ हैं। यह अभिविन्यास खगोलविदों को एक तीरंदाजी लक्ष्य पर संकेंद्रित छल्लों को देखने की तरह, सिस्टम के शीर्ष पर एक विहंगम दृश्य प्राप्त करने का एक अनूठा अवसर देता है।

अपने सितारों की बाहरी कक्षाओं में पाए जाने वाले कई एक्सोप्लैनेट हमारे सौर मंडल के ग्रहों से काफी अलग हैं। इस बाहरी क्षेत्र में खोजे गए अधिकांश एक्सोप्लैनेट, जिनमें एचआर 8799 शामिल हैं, 5 से 10 बृहस्पति द्रव्यमान के बीच हैं, जो उन्हें अब तक का सबसे विशाल ग्रह बनाते हैं।

ये बाहरी एक्सोप्लैनेट अपेक्षाकृत युवा हैं, जो दसियों लाख से लेकर करोड़ों साल पुराने हैं—हमारे सौर मंडल के ४.५ अरब वर्षों से बहुत छोटे हैं। इसलिए वे अभी भी अपने गठन से गर्मी से चमक रहे हैं। इन एक्सोप्लैनेट की छवियां अनिवार्य रूप से शिशु चित्र हैं, जो अपनी युवावस्था में ग्रहों को प्रकट करते हैं।

वेब मध्य-अवरक्त की जांच करेगा, एक तरंग दैर्ध्य रेंज खगोलविदों ने शायद ही कभी दूर की दुनिया की छवि के लिए उपयोग किया हो। पृथ्वी के वायुमंडल से थर्मल उत्सर्जन और अवशोषण के कारण इस अवरक्त "विंडो" को जमीन से देखना मुश्किल है।

"वेब का मजबूत बिंदु मध्य-इन्फ्रारेड रेंज में अंतरिक्ष के माध्यम से आने वाली निर्जन प्रकाश है," हिलो में हवाई विश्वविद्यालय के क्लाउस होडप्प ने कहा, एचआर 8799 प्रणाली के एनआईआरएसपीसी अवलोकनों के प्रमुख अन्वेषक। "पृथ्वी के वायुमंडल के माध्यम से काम करना बहुत मुश्किल है। हमारे अपने वातावरण में प्रमुख अवशोषण अणु हमें ग्रहों में दिलचस्प विशेषताओं को देखने से रोकते हैं।"

मध्य-अवरक्त "वह क्षेत्र है जहां वेब वास्तव में यह समझने में मौलिक योगदान देगा कि विशेष अणु क्या हैं, वातावरण के गुण क्या हैं जिन्हें हम खोजने की उम्मीद करते हैं जो हमें वास्तव में छोटे, निकट-अवरक्त से नहीं मिलते हैं तरंगदैर्घ्य, ”कैलिफोर्निया के पासाडेना में नासा की जेट प्रोपल्शन लेबोरेटरी के चार्ल्स बीचमैन ने कहा, एचआर 8799 प्रणाली के एनआईआरकैम और एमआईआरआई अवलोकन के प्रमुख अन्वेषक। "हम ग्राउंड-आधारित वेधशालाओं ने जो किया है, उस पर निर्माण करेंगे, लेकिन लक्ष्य उस पर विस्तार करना है जो वेब के बिना असंभव होगा।"

ग्रह कैसे बनते हैं?

दोनों प्रणालियों में शोधकर्ताओं के मुख्य लक्ष्यों में से एक वेब का उपयोग यह निर्धारित करने में सहायता के लिए करना है कि एक्सोप्लैनेट कैसे बने। क्या वे तारे के चारों ओर डिस्क में सामग्री के निर्माण के माध्यम से बनाए गए थे, जो कार्बन जैसे भारी तत्वों से समृद्ध थे, जैसा कि बृहस्पति ने किया था? या, क्या वे एक तारे की तरह हाइड्रोजन बादल के ढहने से बने हैं, और गुरुत्वाकर्षण के अथक खिंचाव के तहत छोटे हो गए हैं?

वायुमंडलीय श्रृंगार किसी ग्रह के जन्म का सुराग दे सकता है। "जिन चीजों को हम समझना चाहते हैं उनमें से एक उन तत्वों का अनुपात है जो इन ग्रहों के निर्माण में गए हैं," बीचमैन ने कहा। "विशेष रूप से, कार्बन बनाम ऑक्सीजन आपको बहुत कुछ बताता है कि ग्रह का निर्माण करने वाली गैस कहाँ से आती है। क्या यह एक डिस्क से आया है जिसने बहुत सारे भारी तत्वों को जमा किया है या यह इंटरस्टेलर माध्यम से आया है? इसलिए इसे हम कार्बन-से-ऑक्सीजन अनुपात कहते हैं जो गठन तंत्र का काफी संकेत है।"

इन सवालों के जवाब देने के लिए, शोधकर्ता वेब का उपयोग एक्सोप्लैनेट के वायुमंडल में गहराई से जांच करने के लिए करेंगे। उदाहरण के लिए, NIRCam मीथेन जैसे तत्वों के वायुमंडलीय उंगलियों के निशान को मापेगा। यह बादलों की विशेषताओं और इन ग्रहों के तापमान को भी देखेगा। बाल्टीमोर, मैरीलैंड में स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट के मार्शल पेरिन ने कहा, "हमारे पास पहले से ही जमीन-आधारित सुविधाओं से इन निकट-अवरक्त तरंग दैर्ध्य पर बहुत सारी जानकारी है, जो 51 एरिदानी बी के एनआईआरकैम टिप्पणियों के प्रमुख अन्वेषक हैं। "लेकिन वेब से डेटा अधिक सटीक, अधिक संवेदनशील होगा। हमारे पास तरंग दैर्ध्य का एक और पूरा सेट होगा, जिसमें अंतराल को भरना शामिल है जहां आप उन तरंग दैर्ध्य को जमीन से नहीं प्राप्त कर सकते हैं।"

खगोलविद अपने तारे से दूर कम-विशाल ग्रहों का शिकार करने के लिए वेब और इसकी शानदार संवेदनशीलता का भी उपयोग करेंगे। "जमीन-आधारित टिप्पणियों से, हम जानते हैं कि ये विशाल ग्रह अपेक्षाकृत दुर्लभ हैं," पेरिन ने कहा। "लेकिन हम यह भी जानते हैं कि सिस्टम के अंदरूनी हिस्सों के लिए, बड़े द्रव्यमान वाले ग्रहों की तुलना में कम द्रव्यमान वाले ग्रह नाटकीय रूप से अधिक सामान्य होते हैं। तो सवाल यह है कि क्या यह इन और अलगावों के लिए भी सही है?" बीचमैन ने कहा, "अंतरिक्ष के ठंडे वातावरण में वेब का संचालन जमीन से पता लगाने के लिए असंभव, छोटे ग्रहों की खोज की अनुमति देता है।"

एक अन्य लक्ष्य यह समझ रहा है कि अब तक खोजे गए असंख्य ग्रह प्रणालियों का निर्माण कैसे हुआ।

"मुझे लगता है कि हम जो खोज रहे हैं वह यह है कि सौर मंडल में बहुत बड़ी विविधता है," पेरिन ने कहा। "आपके पास ऐसे सिस्टम हैं जहां आपके पास ये गर्म बृहस्पति ग्रह बहुत करीबी कक्षाओं में हैं। आपके पास ऐसे सिस्टम हैं जहां आप नहीं करते हैं। आपके पास ऐसी प्रणालियाँ हैं जहाँ आपके पास 10-बृहस्पति-द्रव्यमान वाला ग्रह है और जिनमें आपके पास कई पृथ्वी से अधिक विशाल कुछ भी नहीं है। हम अंततः यह समझना चाहते हैं कि ग्रह प्रणाली के गठन की विविधता तारे के वातावरण, तारे के द्रव्यमान, सभी प्रकार की अन्य चीजों पर कैसे निर्भर करती है और अंततः इन जनसंख्या-स्तर के अध्ययनों के माध्यम से, हम अपने स्वयं के सौर मंडल को संदर्भ में रखने की उम्मीद करते हैं। ।"

एचआर 8799 के एनआईआरएसपीईसी स्पेक्ट्रोस्कोपिक अवलोकन और 51 एरिदानी के एनआईआरकैम अवलोकन गारंटीड टाइम ऑब्जर्वेशन प्रोग्राम का हिस्सा हैं जो इस साल के अंत में वेब के लॉन्च के तुरंत बाद आयोजित किए जाएंगे। एचआर 8799 का एनआईआरकैम और एमआईआरआई अवलोकन दो इंस्ट्रूमेंट टीमों का सहयोग है और यह गारंटीड टाइम ऑब्जर्वेशन प्रोग्राम का भी हिस्सा है।

जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप 2021 में लॉन्च होने पर दुनिया का प्रमुख अंतरिक्ष विज्ञान वेधशाला होगा। वेब हमारे सौर मंडल के रहस्यों को सुलझाएगा, अन्य सितारों के आसपास की दूर की दुनिया को देखेगा, और हमारे ब्रह्मांड और हमारे स्थान की रहस्यमय संरचनाओं और उत्पत्ति की जांच करेगा। इस में। वेब अपने सहयोगियों, ईएसए (यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी) और कनाडाई अंतरिक्ष एजेंसी के साथ नासा के नेतृत्व में एक अंतरराष्ट्रीय कार्यक्रम है।

डोना'स ३२ वीवर
स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट, बाल्टीमोर, मैरीलैंड

क्रिस्टीन का 32 पुलियामia
स्पेस टेलीस्कोप साइंस इंस्टीट्यूट, बाल्टीमोर, मैरीलैंड


क्या एलियंस मौजूद हैं? Technosignatures में नए सुराग हो सकते हैं

वैज्ञानिकों ने हमारे सौर मंडल के बाहर 4,000 से अधिक ग्रहों की खोज की है। प्रश्न का उत्तर देने की कोशिश में, क्या एलियंस मौजूद हैं, रोचेस्टर विश्वविद्यालय के एडम फ्रैंक सहित खगोल भौतिकीविद भौतिक और रासायनिक हस्ताक्षर की तलाश कर रहे हैं जो उन्नत तकनीक का संकेत देंगे। (नासा/जेपीएल-कैल्टेक)

1995 में वैज्ञानिकों के एक जोड़े ने हमारे सौर मंडल के बाहर एक सौर-प्रकार के तारे की परिक्रमा करते हुए एक ग्रह की खोज की। उस खोज के बाद से - जिसने वैज्ञानिकों को भौतिकी में 2019 के नोबेल पुरस्कार का एक हिस्सा जीता - शोध ने 4,000 से अधिक एक्सोप्लैनेट की खोज की है, जिसमें कुछ पृथ्वी जैसे ग्रह भी शामिल हैं जिनमें जीवन को शरण देने की क्षमता हो सकती है। ये ग्रह हो सकते हैं इस सवाल का जवाब देने की चाबी, क्या एलियंस होते हैं?

यह पता लगाने के लिए कि क्या ग्रह जीवन को आश्रय दे रहे हैं, हालांकि, वैज्ञानिकों को पहले यह निर्धारित करना होगा कि कौन सी विशेषताएं दर्शाती हैं कि जीवन मौजूद है (या एक बार था)।

पिछले एक दशक में, खगोलविदों ने यह पता लगाने की कोशिश में बहुत प्रयास किए हैं कि जीवन के सरल रूपों के कौन से निशान - जिन्हें "बायोसिग्नेचर" के रूप में जाना जाता है - ब्रह्मांड में कहीं और मौजूद हो सकते हैं। लेकिन क्या होगा अगर एक विदेशी ग्रह ने बुद्धिमान जीवन की मेजबानी की जिसने एक तकनीकी सभ्यता का निर्माण किया? क्या ऐसे "तकनीकी हस्ताक्षर" हो सकते हैं जो किसी दूसरी दुनिया की सभ्यता का निर्माण करेंगे जिसे पृथ्वी से देखा जा सकता है? और, क्या इन तकनीकी हस्ताक्षरों को बायोसिग्नेचर की तुलना में पता लगाना और भी आसान हो सकता है?

रोचेस्टर विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान के प्रोफेसर एडम फ्रैंक को नासा से अनुदान मिला है जो उन्हें इन सवालों के जवाब देना शुरू करने में सक्षम करेगा। अनुदान अन्य ग्रहों पर उपयोग किए जाने वाले अतीत या वर्तमान प्रौद्योगिकी के तकनीकी-हस्ताक्षर-पता लगाने योग्य संकेतों के उनके अध्ययन को निधि देगा। यह नासा का अब तक का पहला गैर-रेडियो टेक्नोसिग्नेचर अनुदान है और यह अलौकिक बुद्धिमत्ता (SETI) की खोज के लिए एक रोमांचक नई दिशा का प्रतिनिधित्व करता है। अनुदान फ्रैंक, अंतरराष्ट्रीय गैर-लाभकारी संगठन ब्लू मार्बल स्पेस के सहयोगी जैकब-हक्क मिश्रा के साथ, फ्लोरिडा इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी से मनस्वी लिंगम, हार्वर्ड यूनिवर्सिटी से एवी लोएब और पेंसिल्वेनिया स्टेट यूनिवर्सिटी के जेसन राइट को पहली प्रविष्टियां तैयार करने की अनुमति देगा। एक ऑनलाइन तकनीकी हस्ताक्षर पुस्तकालय में।

"SETI को हमेशा यह पता लगाने की चुनौती का सामना करना पड़ा है कि कहाँ देखना है," फ्रैंक कहते हैं। “आप अपने टेलिस्कोप को किन तारों की ओर इशारा करते हैं और संकेतों की तलाश करते हैं? अब हम जानते हैं कि कहाँ देखना है। हमारे पास रहने योग्य क्षेत्र में ग्रहों सहित हजारों एक्सोप्लैनेट हैं जहां जीवन बन सकता है। खेल बदल गया है।"

परग्रही जीवन की खोज का स्वरूप भी बदल गया है। एक सभ्यता, स्वभाव से, ऊर्जा पैदा करने का एक तरीका खोजने की आवश्यकता होगी, और, फ्रैंक कहते हैं, "ब्रह्मांड में ऊर्जा के केवल इतने ही रूप हैं। एलियंस जादू नहीं हैं।"

यद्यपि जीवन के कई रूप हो सकते हैं, यह हमेशा उन्हीं भौतिक और रासायनिक सिद्धांतों पर आधारित होगा जो ब्रह्मांड में निहित हैं। सभ्यता के निर्माण के लिए एक ही संबंध है कि कोई भी तकनीक जो एक विदेशी सभ्यता का उपयोग करती है वह भौतिकी और रसायन विज्ञान पर आधारित होने वाली है। इसका मतलब है कि शोधकर्ता पृथ्वी से जुड़ी प्रयोगशालाओं में जो कुछ भी सीखा है उसका उपयोग ब्रह्मांड में कहीं और क्या हो सकता है, इस बारे में अपनी सोच का मार्गदर्शन करने के लिए कर सकते हैं और सवाल का जवाब देने के लिए, क्या एलियंस मौजूद हैं।

"मेरी आशा है कि, इस अनुदान का उपयोग करके, हम विदेशी तकनीकी सभ्यताओं के संकेतों की जांच करने के नए तरीकों की मात्रा निर्धारित करेंगे जो हमारे अपने समान या बहुत अधिक उन्नत हैं," लोएब कहते हैं, फ्रैंक बी बेयर्ड, जूनियर, विज्ञान के प्रोफेसर हार्वर्ड।

शोधकर्ता दो संभावित तकनीकी हस्ताक्षरों को देखकर परियोजना शुरू करेंगे जो किसी अन्य ग्रह पर तकनीकी गतिविधि का संकेत दे सकते हैं:

  • सौर पेनल्स. तारे ब्रह्मांड में सबसे शक्तिशाली ऊर्जा जनरेटर में से एक हैं। पृथ्वी पर, हम अपने तारे, सूर्य से ऊर्जा का दोहन करते हैं, इसलिए "सौर ऊर्जा का उपयोग करना अन्य सभ्यताओं के लिए एक बहुत ही स्वाभाविक बात होगी," फ्रैंक कहते हैं। यदि कोई सभ्यता बहुत सारे सौर पैनलों का उपयोग करती है, तो ग्रह से परावर्तित प्रकाश का एक निश्चित वर्णक्रमीय हस्ताक्षर होगा - प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का एक माप जो परावर्तित या अवशोषित होता है - उन सौर संग्राहकों की उपस्थिति का संकेत देता है। शोधकर्ता बड़े पैमाने पर ग्रहों के सौर ऊर्जा संग्रह के वर्णक्रमीय हस्ताक्षर निर्धारित करेंगे।
  • प्रदूषक। पेन स्टेट में खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी के प्रोफेसर राइट कहते हैं, "हमने यह समझने की दिशा में एक लंबा सफर तय किया है कि हम उन दुनिया के वायुमंडल में मौजूद गैसों से अन्य दुनिया में जीवन का पता कैसे लगा सकते हैं।" पृथ्वी पर, हम अपने वातावरण में रसायनों का पता लगाने में सक्षम होते हैं, जो रसायनों को अवशोषित करते हैं। इन रसायनों के कुछ उदाहरणों में मीथेन, ऑक्सीजन और कृत्रिम गैसें जैसे क्लोरोफ्लोरोकार्बन (सीएफसी) शामिल हैं जिन्हें हम एक बार रेफ्रिजरेंट के रूप में इस्तेमाल करते थे। बायोसिग्नेचर अध्ययन मीथेन जैसे रसायनों पर ध्यान केंद्रित करता है, जो साधारण जीवन का उत्पादन करेगा। फ्रैंक और उनके सहयोगी सीएफ़सी जैसे रसायनों के हस्ताक्षरों को सूचीबद्ध करेंगे, जो एक औद्योगिक सभ्यता की उपस्थिति का संकेत देते हैं।

जानकारी को तकनीकी हस्ताक्षरों की एक ऑनलाइन लाइब्रेरी में इकट्ठा किया जाएगा, जिसका उपयोग खगोल भौतिक विज्ञानी प्रश्न का उत्तर देने के लिए डेटा एकत्र करते समय एक तुलनात्मक उपकरण के रूप में करने में सक्षम होंगे, क्या एलियंस मौजूद हैं।

"हमारा काम यह कहना है, 'यह तरंग दैर्ध्य बैंड वह जगह है जहाँ आप कुछ प्रकार के प्रदूषक देख सकते हैं, यह तरंग दैर्ध्य बैंड वह जगह है जहाँ आप सौर पैनलों से परावर्तित सूर्य के प्रकाश को देखेंगे," फ्रैंक कहते हैं। "इस तरह दूर के एक्सोप्लैनेट को देखने वाले खगोलविदों को पता चल जाएगा कि अगर वे तकनीकी हस्ताक्षर खोज रहे हैं तो उन्हें कहां और क्या देखना है।"

यह काम सैद्धांतिक खगोल भौतिकी और एसईटीआई पर फ्रैंक के पिछले शोध की निरंतरता है, जिसमें यह स्पष्ट करने के लिए गणितीय मॉडल विकसित करना शामिल है कि कैसे एक तकनीकी रूप से उन्नत आबादी और उसका ग्रह ऊर्जा का दोहन करने की उनकी क्षमता के आधार पर काल्पनिक "एक्सो-सभ्यताओं" को वर्गीकृत या विकसित कर सकता है। एक विचार प्रयोग यह पूछ रहा है कि क्या पृथ्वी पर एक पिछली, लंबे समय से विलुप्त तकनीकी सभ्यता आज भी पता लगाने योग्य होगी।


तारामंडल कार्यक्रम

नक्षत्र - प्राथमिक ग्रेड K-3

एस्ट्रोनॉमी इन एक्शन का 40 मिनट का प्राथमिक ग्रेड K-3 कार्यक्रम युवा छात्रों के लिए एक मजेदार और आरामदेह वातावरण में रात के आकाश का अनुभव करने के लिए एक पूछताछ-आधारित अंतरिक्ष मिशन है।

अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर सवार अंतरिक्ष यात्रियों के बारे में जानें, ग्रहों और उनके चंद्रमाओं की यात्रा करने के लिए सौर मंडल के माध्यम से यात्रा करें, और रात में देखने के लिए नक्षत्रों के बारे में जानें! सभी कार्यक्रमों में छात्रों द्वारा पूछे जा सकने वाले महान प्रश्नों के उत्तर शामिल हैं!

सौर मंडल - जूनियर ग्रेड 4-6

एक्शन के मध्य विद्यालय के कार्यक्रमों में खगोल विज्ञान जीवन भर का रोमांच है! छात्र मंगल ग्रह का पता लगाते हैं और सौर मंडल और ग्रहों के अद्वितीय गुणों की खोज करने से पहले अंतरिक्ष यान की चुनौतियों के बारे में सीखते हैं।

एक बार जब तारे बाहर आ जाते हैं, तो छात्र वास्तव में अंधेरी रात के आकाश का अनुभव करेंगे, जैसा कि उन्होंने पहले देखा है, नेविगेट करना, तारामंडल ढूंढना, आकाशगंगा की पहचान करना और सितारों के गुणों को समझना सीखना! सभी कार्यक्रम एसटीईएम-केंद्रित हैं और छात्रों द्वारा पूछे जा सकने वाले महान प्रश्नों के उत्तर शामिल हैं!

स्टार क्लस्टर - इंटरमीडिएट ग्रेड 7-8

इंटरमीडिएट ग्रेड के लिए एस्ट्रोनॉमी इन एक्शन के कार्यक्रम अंतरिक्ष के बारे में छात्रों की जिज्ञासा को प्रेरित करने के लिए बनाए गए हैं। छात्र सितारों के गुणों का पता लगाएंगे और वे कैसे ग्रह और सौर मंडल बनाते हैं। वे मिल्की वे और एंड्रोमेडा आकाशगंगाओं को करीब से अनुभव करेंगे, ब्लैक होल का दौरा करेंगे, और कुछ गहरे आकाश की वस्तुओं को देखेंगे जो उनके वर्तमान रात के आकाश में दिखाई दे रही हैं!

कनाडा के दृष्टिकोण से अंतरिक्ष उड़ान की चुनौतियों का पता लगाने से, छात्र समझेंगे कि अंतरिक्ष यात्री होने का क्या मतलब है और मंगल और उससे आगे की यात्रा करने में क्या लगता है। प्रश्नों को प्रोत्साहित किया जाता है, और छात्रों की जिज्ञासा शो को आगे बढ़ाती है!

गैलेक्सी - हाई स्कूल ग्रेड 9-12

एस्ट्रोनॉमी इन एक्शन के वरिष्ठ कार्यक्रमों को आश्चर्यजनक दृश्यों और पूछताछ आधारित एसटीईएम सीखने के साथ विज्ञान पाठ्यक्रम का समर्थन करने के लिए तैयार किया गया है। तारा निर्माण और गुण, सौर मंडल निर्माण और एक्सोप्लैनेट, आकाशगंगा, और ब्रह्मांड विज्ञान अवधारणाओं जैसे कि डार्क मैटर, डार्क एनर्जी और बिग बैंग जैसी अवधारणाओं का अन्वेषण करें।

एक विशेषज्ञ खगोलशास्त्री के साथ, छात्रों द्वारा पूछे जाने वाले गहरे प्रश्नों का उत्तर दिया जाता है और उन पर चर्चा की जाती है, जो मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं और छात्रों को रुचि के विषयों पर गहरा गोता लगाने के लिए प्रोत्साहित करते हैं। हमारा पूछताछ आधारित दृष्टिकोण छात्रों को अपनी रुचियों को व्यक्त करने की अनुमति देता है, और हजारों घंटे की सामग्री के साथ जिसे तुरंत प्रदर्शित किया जा सकता है, इसकी कोई सीमा नहीं है कि वे कहाँ जा सकते हैं!

Aurora - अनुदान संचय सभी उम्र

अपने स्कूल या अभिभावक परिषद के लिए धन जुटाना? एक मजेदार मेले की मेजबानी? स्कूल को समुदाय से जोड़ने के तरीके खोज रहे हैं? एस्ट्रोनॉमी इन एक्शन में आपके द्वारा किए जाने वाले सभी महान कार्यों के लिए धन जुटाने के लिए एक कार्यक्रम बनाया गया है!

परिवारों के लिए एक अंतरिक्ष यात्रा जो उत्साह और बहुत सारे आगंतुकों को उत्पन्न करेगी। यह कम लागत के साथ एक समृद्ध अनुभव भी है, यह सुनिश्चित करता है कि आप अपने भविष्य के कार्यक्रमों को निधि देने के लिए अधिक पैसा रखें!


साइंस वाज़ अलाइव एंड वेल इन द डार्क एज

मध्य युग के बारे में मिथकों की कोई कमी नहीं है, जैसे कि बार-बार दोहराया गया - और आसानी से खारिज कर दिया गया - यह धारणा कि तब हर कोई सोचता था कि पृथ्वी समतल है। एक और आम गलत धारणा यह है कि इस युग के दौरान वैज्ञानिक प्रगति काफी हद तक अंधकारमय हो गई थी, जिसे मध्ययुगीन चर्च ने सूंघा। लेकिन अगर आप कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय के इतिहासकार सेब फाल्क से पूछें, तो वास्तविकता कहीं अधिक उज्जवल है। बाद के मध्य युग में विज्ञान के इतिहास पर शोध करने वाले फाल्क ने हाल ही में इस बात पर ध्यान केंद्रित किया है कि मध्यकाल में विज्ञान वास्तव में कैसे और किसके द्वारा किया गया था। उनकी नवीनतम पुस्तक, द लाइट एजेस: द सरप्राइज़िंग स्टोरी ऑफ़ मिडीवल साइंस, एक 14 वीं शताब्दी के भिक्षु और खगोलशास्त्री, जॉन वेस्टविक के अशांत जीवन के माध्यम से एक अंदरूनी सूत्र का रूप देती है।

फाल्क ने डिस्कवर के साथ तथाकथित अंधेरे युग के बारे में मिथकों के बारे में बात की, भिक्षु जो विज्ञान का अभ्यास करते हैं और वैज्ञानिक उपकरण जो एक मध्ययुगीन स्मार्टफोन की तरह थोड़ा सा है।

प्रश्न: मध्यकालीन इतिहास और विज्ञान के इतिहास में पहली बार आपकी रुचि कब हुई?

मुझे हमेशा मध्यकालीन इतिहास में दिलचस्पी थी। एक बच्चे के रूप में, मैं वास्तव में शूरवीरों और लड़ाइयों और उस तरह की चीज़ों में था। मैंने मध्यकालीन इतिहास को एक अंडरग्रेजुएट के रूप में किया। और मेरे पास एक अजीब कैरियर मार्ग था क्योंकि मैंने यूके में सरकार में काम किया और फिर मैं एक इतिहास शिक्षक बन गया। जब मैं कनाडा के एक स्कूल में इतिहास पढ़ा रहा था, तब मुझे "ज्ञान का सिद्धांत" नामक कुछ सिखाने के लिए कहा गया था। इसमें विज्ञान के कुछ दर्शन शामिल थे - वैज्ञानिक विचार कैसे आते हैं, लोग विज्ञान का विकास कैसे करते हैं और सबूत के रूप में क्या मायने रखता है? विज्ञान के माध्यम से हम अपने आसपास की दुनिया को कैसे समझते हैं? और यह संसार के बारे में ज्ञान प्राप्त करने के अन्य तरीकों से किस प्रकार भिन्न है? मुझे इसमें दिलचस्पी थी।

प्रश्न: आपकी पुस्तक में, आप तर्क देते हैं कि जिसे हम अंधकार युग मानते हैं, वह वास्तव में वैज्ञानिक रुचि और जांच का युग था। यह विचार कहाँ से आया कि मध्य युग प्रगति से रहित था?

ठीक है, केवल मध्य युग का वाक्यांश, या मध्ययुगीन शब्द पहले से ही एक तरह की बदनामी है, है ना? मध्य युग की अवधारणा से भी, पहले से ही एक तत्व है कि लोग इसके बारे में नकारात्मक हो रहे हैं। और यह कहाँ से आता है मध्य युग के ठीक बाद की अवधि है: पुनर्जागरण। लोगों ने फैसला किया कि वे उस अवधि को पुनर्जागरण में जी रहे हैं क्योंकि वे प्राचीन ग्रीस और रोम की महिमा और उपलब्धियों को पुनर्प्राप्त करने की कोशिश कर रहे थे। वे खुद को प्राचीन ग्रीस और रोम के उत्तराधिकारी के रूप में देखने की कोशिश कर रहे थे। और ऐसा करने के लिए, उन्होंने कहा कि रोम के पतन और पुनर्जागरण की खोजों और उपलब्धियों के बीच जो कुछ भी आया वह बीच में था कि आप नहीं चाहते कि लोग चिंता करें।

और फिर इसे उठाया गया - विशेष रूप से अंग्रेजी भाषी दुनिया में - प्रोटेस्टेंट ईसाइयों द्वारा जिन्होंने रोमन कैथोलिक धर्म और पोप के अधिकार को खारिज कर दिया। क्योंकि उन्होंने १६वीं शताब्दी में [प्रोटेस्टेंट] सुधार से पहले की इस अवधि को चर्च के प्रभुत्व के रूप में देखा था। तो यह उनके लिए एक तरीका था, चर्च को अपमानित करने का क्योंकि वे पोप विरोधी थे, उन्होंने कहा कि पोप से जुड़ी हर चीज भयानक होनी चाहिए। और उन्होंने उन प्रकरणों को उठाया जहां चर्च ने बुरी तरह से काम किया था और इसे 1,000 वर्षों की पूरी अवधि का प्रतिनिधित्व करने के लिए लिया, जो कि शायद ही उचित है।

जैसे-जैसे विज्ञान विकसित होता है, जो लोग अपनी उपलब्धियों को दिखाना चाहते हैं, वे स्वाभाविक रूप से यह मान लेते हैं कि उनके सामने सब कुछ अज्ञानी था। यह माना जाता है कि क्योंकि लोगों के पास विज्ञान में विशेष प्रौद्योगिकियां नहीं थीं, जैसे दूरबीन, या संचार, प्रिंटिंग प्रेस की तरह, कुछ भी नहीं चल रहा था। बेशक, यह कहना सही है कि उनके पास टेलिस्कोप या प्रिंटिंग प्रेस नहीं था - लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि आप खोज नहीं कर सकते या अपने विचारों को संप्रेषित नहीं कर सकते। आप इसे अलग-अलग तरीकों से करते हैं।

प्रश्न: क्या आपको लगता है कि इस युग के दौरान धर्म इतना प्रभावशाली था - और हम अक्सर धर्म और विज्ञान को एक-दूसरे के विपरीत मानते हैं - मध्य युग के बारे में इन रूढ़िवादों को बढ़ावा देने में मदद मिली?

यह कहना सही है, कम से कम पश्चिमी यूरोप में, जैसा कि लोगों ने देखा दुनिया में भगवान का प्रभुत्व था। और यह एक ऐसी दुनिया थी जिसमें भगवान हर दिन मौजूद और सक्रिय थे। लेकिन भगवान चर्च के समान नहीं है, और विश्वास धर्म के समान नहीं है। तो वहाँ ग्रे क्षेत्र की एक बड़ी मात्रा है। चर्च के पास कितना अधिकार है? आस्था और धर्म वास्तव में लोगों के जीवन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा थे। और यह एक ऐसा संसार था जिसमें उन्होंने अपने चारों ओर जो घटनाएं देखीं - प्रकृति में घटनाएं - दुनिया में काम कर रहे भगवान द्वारा आंशिक रूप से समझाया जा सकता है।

लेकिन यह कभी भी पूरी व्याख्या नहीं होगी। लोगों के लिए यह कहना कभी भी पर्याप्त नहीं होगा, "यह सिर्फ भगवान है।" लोग उससे ज्यादा जिज्ञासु होते हैं, लोग हमेशा उससे ज्यादा जिज्ञासु रहे हैं। इसलिए भले ही वे भगवान में विश्वास करते हों, लेकिन यह उन्हें अपने आसपास की दुनिया की जांच करने से नहीं रोकता है।

प्रश्न: क्या कोई लाइटबल्ब क्षण था जब आपने पहली बार महसूस करना शुरू किया, जैसा कि आप अपनी पुस्तक में कहते हैं, कि मध्य युग "लड़ाइयों और काले फोड़े से कहीं अधिक" था?

यह मज़ेदार है, यह वास्तव में मेरे साथ कभी नहीं हुआ। मैंने कितना इतिहास किया - लड़ाइयों का इतिहास, राजनीति का इतिहास, थोड़ा सा सामाजिक इतिहास भी। चीजें जिन्हें लोग मध्य युग से जोड़ते हैं। उदाहरण के लिए, जिन गिल्डों और व्यापारियों के बारे में आपने चौसर जैसे लोगों की कविता में पढ़ा है। लेकिन विज्ञान वास्तव में मेरे साथ कभी नहीं हुआ।

और यही एक कारण था कि मैं किताब लिखने के लिए इतना प्रेरित हुआ। क्योंकि एक लाइटबल्ब क्षण था - और मुझे लगता है कि यह तब था जब मैंने एस्ट्रोलैब की खोज की थी। मुझे इन खूबसूरत पीतल के वाद्ययंत्रों के बारे में पता चला जो मध्य युग में लोगों द्वारा बनाए गए थे। यह एक ठोस अनुस्मारक या सबक है कि मध्य युग में लोग इन जटिल और जटिल उपकरणों को बना रहे थे। इसने मुझे सोचने पर मजबूर कर दिया, "रुको, मध्य युग में जीवन का एक बहुत बड़ा पहलू है जिसके बारे में किसी ने मुझसे बात नहीं की थी या मुझे बताया था।" और यह कि, किसी कारण से, लोगों को सिखाने में कोई दिलचस्पी नहीं लेता है।

मुझे लगता है कि यह केवल इस अहसास का क्षण था कि मध्य युग में जीवन का यह पूरा पहलू है जिसे हम अनदेखा करते हैं क्योंकि हम लड़ाई और शिष्टता और युद्ध और विजय और ब्लैक डेथ में फंस गए हैं। फिर भी, हर समय, लोग अभी भी सितारों को देखने और यह पता लगाने में सक्षम हैं कि दुनिया कैसे काम करती है और सटीक गणना करते हैं और गणित और खगोल विज्ञान करते हैं और विश्वविद्यालयों में अध्ययन करते हैं।

प्रश्न: आज आप किसी को मध्ययुगीन विज्ञान की व्याख्या कैसे करेंगे और यह विज्ञान को देखने के समकालीन तरीकों से कैसे भिन्न है?

मध्यकालीन विज्ञान का आधार यह है कि यह अत्यधिक तार्किक है। मध्य युग में, उन्होंने कहा कि आपका अवलोकन जितना सटीक होगा, उसे दोहराना उतना ही कठिन होगा। इसलिए, आपको वास्तव में, वास्तव में सरल अवलोकनों पर वापस जाना होगा। और फिर उन अवलोकनों को एक सिद्धांत के निर्माण के लिए तार्किक निर्माण के आधार के रूप में उपयोग करें। यह प्रकृति के बारे में सोचने का एक अलग तरीका है, लेकिन यह बेहद व्यावहारिक भी है।

इसका दूसरा हिस्सा यह है कि वे वास्तव में व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए विज्ञान करते हैं। एस्ट्रोलैब एक उपकरण है जिसे समय बताने और आकाश में गति को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। तो आप सितारों की गति को ठीक से माप रहे हैं - कुछ खगोलविद आज वास्तव में रुचि नहीं रखते हैं। वे ब्रह्मांड विज्ञान में अधिक रुचि रखते हैं: चीजें कैसे बनती हैं और किस चीज से बनी होती हैं।

लेकिन मध्य युग में लोगों ने सितारों के माध्यम से ग्रहों और सूर्य और चंद्रमा का वास्तव में सटीक मापन किया। क्योंकि वे सबसे सटीक कैलेंडर चाहते थे जो वे कर सकते थे। ईसाइयों के लिए यह महत्वपूर्ण था कि ईस्टर जैसे पर्वों और त्योहारों को मनाने के लिए, वर्ष के सही दिन पर, उन्हें सौर और चंद्र कैलेंडर पर बहुत कड़ी पकड़ बनानी पड़ी।

प्रश्न: आपकी पुस्तक मुख्य रूप से १४वीं सदी के जॉन वेस्टविक नाम के एक साधु का अनुसरण करती है। मध्यकालीन विज्ञान की कहानी के लिए धर्मयुद्ध करने वाला खगोलशास्त्री-भिक्षु आपका आदर्श मार्गदर्शक क्यों था?

जॉन वेस्टविक वास्तव में मेरे लिए महत्वपूर्ण थे क्योंकि वह घर का नाम नहीं है। विज्ञान के इतने इतिहास महापुरुषों की परेड के रूप में बताए जाते हैं। इन आत्मकथाओं में, या इन आत्मकथाओं के बिंदुओं को जोड़ने में, जो अक्सर होता है, आपको एक महान प्रतिभा मिलती है जिसे अपने समय से आगे के रूप में चित्रित किया जाता है। वह अपनी बात करता है। और हर कोई कहता है, "वाह!" फिर हम अगले महान प्रतिभा की ओर बढ़ते हैं जो अपने समय से आगे थे। और इसे विज्ञान के इतिहास के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, लेकिन ऐसा नहीं है कि विज्ञान कैसे काम करता है।

ऐसा नहीं है कि विज्ञान अब कैसे काम करता है, निश्चित रूप से। लेकिन मध्य युग में भी यह सच नहीं था। विज्ञान ने हमेशा कड़ी मेहनत और दिन-प्रतिदिन के कठोर परिश्रम, बड़ी संख्या में लोगों की बारीक-बारीक गणनाओं और टिप्पणियों के माध्यम से प्रगति की है। It was really important to me that I could tell this story of science through this fairly ordinary guy — at least, ordinary for a literate person in the Middle Ages.

At the same time, Westwyck had this really fascinating, adventurous life where he goes on a crusade and gets exiled to the north of England where all the monks are complaining about the terrible food and the terrible weather. And he probably went and studied at Oxford, so that gave me an opportunity to talk about the importance of universities in the late Middle Ages. He was really the perfect guide to the achievements of medieval science.

Q: You mentioned the astrolabe, this ancient instrument that people used in the Middle Ages for telling time and measuring the stars. Why was this such an important device for medieval science — and why was astronomy such an important area of study?

Astronomy was really important because it was the first mathematical science. It’s the first science that is susceptible to careful observation and measurement. Unlike, say, botany and zoology, where you can’t really do a huge amount of quantitative measurement until you’ve got a microscope, with astronomy, you can measure really precisely. So you can see that your theories are correct by predicting the position of a star or planet, seeing if your model for that planet produces an accurate prediction and then refining your theories. Astronomy is where the people who wanted to do complex, clever measurements and come up with advanced, intricate theories would pursue their interests.

And then the astrolabe is fundamentally important because it encapsulates these ideas in a very unique and beautiful package. I liken it to a medieval smartphone. And the reason for that is that the smartphone brings together a whole bunch of devices that exist as individual devices it has a camera, a telephone, a GPS and a computer. An astrolabe has a map of the heavens it has a clock to tell the time it has an inclinometer for measuring altitudes above the horizon, which can be used for measuring the height of a building it usually has tools for trigonometrical calculations.

So, like a smartphone, it brings together a bunch of scientific devices in a really neat and convenient package. But also like a smartphone, it’s a beautiful object and a work of art it’s a design classic. Just like people queue up around the block to get the latest iPhone, people were really interested in upgrading their astrolabes with new apps, as you might say, and certainly with improvements in design. So astrolabes could become places for craftsman to show off their flair and incorporate beautiful, fashionable design.

Q: One thing I loved about your book is that it teaches readers how medieval science was actually done, like doing calculations with decimals on your fingers or using the stars to tell the time. What's your favorite lesson that you've learned from medieval science?

I think it was probably multiplying Roman numerals. Because it’s such an obvious point that Roman numerals are harder to multiply than the Hindu-Arabic numerals that we use today. And that was really wonderful to me, partially because I had no idea. I just assumed, like everybody else, that it’s impossible to do complex multiplications by Roman numerals because they don’t have place value. They don’t have units of tens, thousands or hundreds like our numerals. But then I realized that, actually, they had techniques for doing that. And the techniques had been developed separately in different cultures. They were certainly taught in medieval Europe. I wanted to teach people how to do that because this is a really cool thing that they can actually do — and it helps them in their own lives. Even if you’re not using Roman numerals, it’s a clever way of doing really complex multiplication and sums in your head. And it works because of a fun mathematical principle, so I wanted to teach people how to do that.


Young Chaotic Star System Reveals Secrets of Planet Formation

Using gas velocity data, scientists observing Elias 2-27 were able to directly measure the mass of the young star’s protoplanetary disk and also trace dynamical perturbations in the star system. Visible in this paneled composite are the dust continuum 0.87mm emission data (blue), along with emissions from gases C18O (yellow) and 13CO (red). Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/T. Paneque-Carreño (Universidad de Chile), B. Saxton (NRAO)

New observations of young stellar object Elias 2-27 confirm gravitational instabilities and planet-forming disk mass as key to formation of giant planets.

A team of scientists using the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) to study the young star Elias 2-27 have confirmed that gravitational instabilities play a key role in planet formation, and have for the first time directly measured the mass of protoplanetary disks using gas velocity data, potentially unlocking one of the mysteries of planet formation. The results of the research are published today (June 17, 2021) in two papers in The एस्ट्रोफिजिकल जर्नल.

Protoplanetary disks — planet-forming disks made of gas and dust that surround newly formed young stars — are known to scientists as the birthplace of planets. The exact process of planet formation, however, has remained a mystery. The new research, led by Teresa Paneque-Carreño — a recent graduate of the Universidad de Chile and PhD student at the University of Leiden and the European Southern Observatory, and the primary author on the first of the two papers — focuses on unlocking the mystery of planet formation.

Elias 2-27 is a young star located just 378 light-years from Earth. The star is host to a massive protoplanetary disk of gas and dust, one of the key elements to planet formation. In this graphic illustration, dust is distributed along a spiral-shaped morphology first discovered in Elias 2-27 in 2016. The larger dust grains are found along the spiral arms while the smaller dust grains are distributed all around the protoplanetary disk. Asymmetric inflows of gas were also detected during the study, indicating that there may still be material infalling into the disk. Scientists believe that Elias 2-27 may eventually evolve into a planetary system, with gravitational instabilities causing the formation of giant planets. Because this process takes millions of years to occur, scientists can only observe the beginning stages. Credit: B. Saxton NRAO/AUI/NSF

During observations, scientists confirmed that the Elias 2-27 star system — a young star located less than 400 light-years away from Earth in the constellation Ophiuchus — was exhibiting evidence of gravitational instabilities which occur when planet-forming disks carry a large fraction of the system’s stellar mass. “How exactly planets form is one of the main questions in our field. However, there are some key mechanisms that we believe can accelerate the process of planet formation,” said Paneque-Carreño. “We found direct evidence for gravitational instabilities in Elias 2-27, which is very exciting because this is the first time that we can show kinematic and multi-wavelength proof of a system being gravitationally unstable. Elias 2-27 is the first system that checks all of the boxes.”

Elias 2-27’s unique characteristics have made it popular with ALMA scientists for more than half a decade. In 2016, a team of scientists using ALMA discovered a pinwheel of dust swirling around the young star. The spirals were believed to be the result of density waves, commonly known to produce the recognizable arms of spiral galaxies — like the Milky Way Galaxy — but at the time, had never before been seen around individual stars.

Using gas velocity data, scientists observing Elias 2-27 were able to directly measure the mass of the young star’s protoplanetary disk and also trace dynamical perturbations in the star system. Visible in this animation are the dust continuum 0.87mm emission data (blue), along with emissions from gases C18O (yellow) and 13CO (red). Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/T. Paneque-Carreño (Universidad de Chile), B. Saxton (NRAO)

“We discovered in 2016 that the Elias 2-27 disk had a different structure from other already studied systems, something not observed in a protoplanetary disk before: two large-scale spiral arms. Gravitational instabilities were a strong possibility, but the origin of these structures remained a mystery and we needed further observations,” said Laura Pérez, Assistant Professor at the Universidad de Chile and the principal investigator on the 2016 study. Together with collaborators, she proposed further observations in multiple ALMA bands that were analyzed with Paneque-Carreño as a part of her M.Sc. thesis at Universidad de Chile.

In addition to confirming gravitational instabilities, scientists found perturbations — or disturbances — in the star system above and beyond theoretical expectations. “There may still be new material from the surrounding molecular cloud falling onto the disk, which makes everything more chaotic,” said Paneque-Carreño, adding that this chaos has contributed to interesting phenomena that have never been observed before, and for which scientists have no clear explanation. “The Elias 2-27 star system is highly asymmetric in the gas structure. This was completely unexpected, and it is the first time we’ve observed such vertical asymmetry in a protoplanetary disk.”

Cassandra Hall, Assistant Professor of Computational Astrophysics at the University of Georgia, and a co-author on the research, added that the confirmation of both vertical asymmetry and velocity perturbations — the first large-scale perturbations linked to spiral structure in a protoplanetary disk — could have significant implications for planet formation theory. “This could be a ‘smoking gun’ of gravitational instability, which may accelerate some of the earliest stages of planet formation. We first predicted this signature in 2020, and from a computational astrophysics point of view, it’s exciting to be right.”

Paneque-Carreño added that while the new research has confirmed some theories, it has also raised new questions. “While gravitational instabilities can now be confirmed to explain the spiral structures in the dust continuum surrounding the star, there is also an inner gap, or missing material in the disk, for which we do not have a clear explanation.”

One of the barriers to understanding planet formation was the lack of direct measurement of the mass of planet-forming disks, a problem addressed in the new research. The high sensitivity of ALMA Band 6, paired with Bands 3 and 7, allowed the team to more closely study the dynamical processes, density, and even the mass of the disk.

“Previous measurements of protoplanetary disk mass were indirect and based only on dust or rare isotopologues. With this new study, we are now sensitive to the entire mass of the disk,” said Benedetta Veronesi — a graduate student at the University of Milan and postdoctoral researcher at École normale supérieure de Lyon, and the lead author on the second paper.

“This finding lays the foundation for the development of a method to measure disk mass that will allow us to break down one of the biggest and most pressing barriers in the field of planet formation. Knowing the amount of mass present in planet-forming disks allows us to determine the amount of material available for the formation of planetary systems, and to better understand the process by which they form.”

Although the team has answered a number of key questions about the role of gravitational instability and disk mass in planet formation, the work is not yet done. “Studying how planets form is difficult because it takes millions of years to form planets. This is a very short time-scale for stars, which live thousands of millions of years, but a very long process for us,” said Paneque-Carreño.

“What we can do is observe young stars, with disks of gas and dust around them, and try to explain why these disks of material look the way they do. It’s like looking at a crime scene and trying to guess what happened. Our observational analysis paired with future in-depth analysis of Elias 2-27 will allow us to characterize exactly how gravitational instabilities act in planet-forming disks, and gain more insight into how planets are formed.”

“Spiral Arms and a Massive Dust Disk with non-Keplerian Kinematics: Possible Evidence for Gravitational Instability in the Disk of Elias 2-27” by T. Paneque-Carreño, L. M. Perez, M. Benisty, C. Hall, B. Veronesi, G. Lodato, A. Sierra, J. M. Carpenter, S. M. Andrews, Jaehan Bae, Th. Henning, W. Kwon, H. Linz, L. Loinard, C. Pinte, L. Ricci, M. Tazzari, L. Testi, D. Wilner, 17 June 2021, एस्ट्रोफिजिकल जर्नल.
DOI: 10.3847/1538-4357/abf243
arXiv: 2103.14048

“A Dynamical Measurement of the Disk Mass in Elias 2-27” by Benedetta Veronesi, Teresa Paneque-Carreno, Giuseppe Lodato, Leonardo Testi, Laura M. Pérez, Giuseppe Bertin and Cassandra Hall, 17 June 2021, एस्ट्रोफिजिकल जर्नल.
DOI: 10.3847/2041-8213/abfe6a
arXiv: 2104.09530


UBCO researcher uses geology to help astronomers find habitable planets

Credit: Image Credit: NASA/Goddard Space Flight Center.

Astronomers have identified more than 4,000, and counting, confirmed exoplanets -- planets orbiting stars other than the sun -- but only a fraction have the potential to sustain life.

Now, new research from UBC's Okanagan campus is using the geology of early planet formation to help identify those that may be capable of supporting life.

"The discovery of any planet is pretty exciting, but almost everyone wants to know if there are smaller Earth-like planets with iron cores," says Dr. Brendan Dyck, assistant professor of geology in the Irving K. Barber Faculty of Science and lead author on the study.

"We typically hope to find these planets in the so-called 'goldilocks' or habitable zone, where they are the right distance from their stars to support liquid water on their surfaces."

Dr. Dyck says that while locating planets in the habitable zone is a great way to sort through the thousands of candidate planets, it's not quite enough to say whether that planet is truly habitable.

"Just because a rocky planet can have liquid water doesn't mean it does," he explains. "Take a look right in our own solar system. Mars is also within the habitable zone and although it once supported liquid water, it has long since dried up."

That, according to Dr. Dyck, is where geology and the formation of these rocky planets may play a key role in narrowing down the search. His research was recently published in the एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स.

"Our findings show that if we know the amount of iron present in a planet's mantle, we can predict how thick its crust will be and, in turn, whether liquid water and an atmosphere may be present," he says. "It's a more precise way of identifying potential new Earth-like worlds than relying on their position in the habitable zone alone."

Dr. Dyck explains that within any given planetary system, the smaller rocky planets all have one thing in common -- they all have the same proportion of iron as the star they orbit. What differentiates them, he says, is how much of that iron is contained in the mantle versus the core.

"As the planet forms, those with a larger core will form thinner crusts, whereas those with smaller cores form thicker iron-rich crusts like Mars."

The thickness of the planetary crust will then dictate whether the planet can support plate tectonics and how much water and atmosphere may be present, key ingredients for life as we know it.

"While a planet's orbit may lie within the habitable zone, its early formation history might ultimately render it inhabitable," says Dr. Dyck. "The good news is that with a foundation in geology, we can work out whether a planet will support surface water before planning future space missions."

Later this year, in a joint project with NASA, the Canadian Space Agency and the European Space Agency, the James Webb Space Telescope (JWST) will launch. Dr. Dyck describes this as the golden opportunity to put his findings to good use.

"One of the goals of the JWST is to investigate the chemical properties of extra-solar planetary systems," says Dr. Dyck. "It will be able to measure the amount of iron present in these alien worlds and give us a good idea of what their surfaces may look like and may even offer a hint as to whether they're home to life."

"We're on the brink of making huge strides in better understanding the countless planets around us and in discovering how unique the Earth may or may not be. It may still be some time before we know whether any of these strange new worlds contain new life or even new civilizations, but it's an exciting time to be part of that exploration."

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Why should we be sceptical?

The clouds. They're thick and they're mainly composed (75-95%) of sulphuric acid, which is catastrophic for the cellular structures that make up living organisms on Earth.

Dr William Bains, who's affiliated to the Massachusetts Institute of Technology (MIT) in the US, is a biochemist on the team. He's studied various combinations of different compounds expected to be on Venus he's examined whether volcanoes, lightning and even meteorites could play a role in making PH3 - and all of the chemical reactions he's investigated, he says, are 10,000 times too weak to produce the amount of phosphine that's been observed.

To survive the sulphuric acid, Dr Bains believes, airborne Venusian microbes would either have to use some unknown, radically different biochemistry, or evolve a kind of armour.

"In principle, a more water-loving life could hide itself away inside a protective shell of some sorts inside the sulphuric acid droplets," he told Sky At Night. "We're talking bacteria surrounding themselves by something tougher than Teflon and completely sealing themselves in. But then how do they eat? How do they exchange gases? It's a real paradox."


Scientists confirm third-nearest star with a planet—and it’s rocky like Earth

In the past two decades, scientists have discovered more and more planets orbiting distant stars—but in some sense, they’re still just dots on a map.

“It’s kind of like looking at a map of Europe and seeing the dot that’s labeled ‘Paris,’” said University of Chicago astrophysicist Jacob Bean. “You know where it is, but there’s a whole lot that you’re missing about the city.”

Scientists are developing new telescopes and instruments to fill in more and more of that picture. Bean led the creation of one such instrument called MAROON-X, which was installed at the Gemini Telescope in Hawaii last year. It allowed scientists to not only confirm the existence of the third-nearest star with a transiting exoplanet, but to take extraordinarily precise measurements of that planet and discover that it is rocky like Earth.

The new planet, called Gliese 486 b, is located just over two dozen light-years from Earth in the direction of the constellation Virgo, and is also made out of rock—though it is hotter and three times larger than our home.

“This is the third-nearest system with a transiting exoplanet, and it should be just the first in a long line of them for MAROON-X,” said Bean, an associate professor in the Department of Astronomy and Astrophysics. “We’re really happy. We’re going to learn a lot about terrestrial exoplanets over the coming years.”

For centuries, astronomers didn’t have powerful enough telescopes to find exoplanets, because they’re really, really hard to see next to the blinding light of their stars. Even with better equipment, attacking the problem with several different methods can still yield better results.

Designed to work in partnership with other exoplanet-hunting instruments, MAROON-X catches tiny changes in the light spectrum of a star as an orbiting planet pulls it in a synchronized dance around the common center of mass. Using that information, scientists can calculate the mass of the unseen planet. They can then combine those calculations with readings from NASA’s TESS spacecraft—which measures the size of the planet—to find out whether the planet is dense and rocky, like Earth, or gaseous like Jupiter.

TESS had already registered the possible existence of a planet near the star Gliese 486, which the MAROON-X team identified as a good candidate for its first observational run.

“Looking at the data, right away we realized that the star it orbits turned out to be remarkably quiet, compared to other stars that flare a lot,” Bean said. “Combined with our really sensitive instruments, we had a beautiful opportunity to make a really accurate mass measurement.”

The planet Gl 486 b circles a red dwarf star, which is a little smaller than our sun, but is the most common kind of star in the galaxy. However, it’s so close to the star that the planet’s surface is probably about 800 degrees Fahrenheit (425 degrees Celsius)—not likely to be habitable, experts say.

But the nearness and clearness of Gl 486 b makes it a perfect candidate to help scientists learn more about the compositions and atmospheres of other planets.

“Just by looking at the planets in our own solar system, we can see a huge diversity,” Bean said. “For example, Venus and Mars are both rocky planets, but Venus has a thick carbon dioxide atmosphere that keeps it extremely hot, whereas Mars lost its atmosphere and is cold and dry.

“That tells us to suspect that there are a lot of very different atmospheres out there. Right now, we can’t predict them. This planet is going to be the key to understanding atmospheres in rocky exoplanets.”

Bean’s team is hoping Gl 486 b will be one of the first planets observed by NASA’s new James Webb Space Telescope, the successor to the Hubble Telescope due to be launched in late 2021. Webb’s much larger mirror will enable it to detect light in the infrared range that will be particularly useful for exoplanet studies.

“Webb will be so powerful that in just a few hours of looking at this planet, we’ll be able to tell if it has an atmosphere,” said Bean, who proposed a method in 2019 to use the Webb Telescope’s capabilities to detect exoplanet atmospheres much more easily than previous methods.

In the meantime, the team will continue to improve the performance of MAROON-X, which was installed in late 2019. Although the Gemini Observatory was temporarily shut down due to the COVID-19 pandemic, it was able to resume taking data for several stretches in 2020—data which Bean and his fellow scientists were able to analyze in Chicago.

“The nice thing is that the entire operation is already designed to be run remotely, because of the extreme conditions at the telescope,” Bean said atop Mauna Kea at 14,000 feet above sea level, it’s difficult to breathe, let alone operate complicated equipment.

Bean’s research group runs MAROON-X, but so many astronomers have requested to use it that the Gemini North facility has announced it will “adopt” the instrument as part of its permanent array. “We’re running it and analyzing the data, but we also have several ideas for improving it,” Bean said. “There’s so much more science to do.”

Funding: Deutsche Forschungsgemeinschaft, Agencia Estatal de Investigación of the Ministerio de Ciencia e Innovación and the European Regional Development Fund, Klaus Tschira Stiftung, European Union’s Horizon 2020, “la Caixa”, NASA, Japan Society for the Promotion of Science KAKENHI, Japan Science and Technology Agency PRESTO.


Astronomy Before the Telescope

It is difficult to appreciate how important the sky overhead was to our ancestors. In an age of artificial light, the night sky has vanished for most city dwellers. Amateur astronomers travel hundreds of miles to find a location dark enough to reveal the wonders of the heavens. For our ancestors, the sky represented the chief means of telling time, of navigation, of knowing when to start planting crops. The sky was a practical tool of survival and they developed sophisticated tools for measuring the subtle changes from season to season, from month to month, and even from day to day. Surviving tools include the items shown below. Many ancient astronomical devices show up in auctions, including astrolabes, sundials, and astrological tables. Many of these are clever fakes, and many are simply crude reproductions, not intended to fool anyone, produced for the home decór market. Granted that a Mayan sacrificial temple is unlikely to appear on eBay anytime soon, but reproductions of astrolabes and other pre-telescopic devices do show up there. This page presents an assortment of genuine artifacts from museums around the world.

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500 B.C. A late Babylonian tablet containing an important astronomical compendium. This tablet is only 8.4cm high, and is a miniature masterpiece of Babylonian cuneiform writing. British Museum, WA 86378. The Babylonians developed precise mathematical formulas for predicting astronomical events. Their mathematical theory is elegant, concise, and capable of predicting lunar and planetary phases and positions with astounding accuracy. Many researchers feel the Babylonian techniques represent the first true scientific revolution

Venus, normally the third-brightest "star" in the sky, was of supreme importance to most old cultures. The Mayans conducted raids against neighboring tribes by checking the position of Venus for the timing of a battle. The "Caracol" at Chichén Itzá provided an elevated platform for making such observations. The northeast and southwest corners are aligned perfectly with the winter solstice sunset and the summer solstice sunrise. The windows and several other features of the Caracol are aligned with the position of Venus on the horizon when it rises and sets at certain times of the year. The dense jungle makes it impossible to do any astronomy without a clearing, and even then, the horizon is obscured by thick, high vegetation on all sides. I remember climbing the steps of Caracol. Suddenly, the incredibly flat panoply of the jungle was spread out before me in all directions, like a vast green desert. The horizon was unobstructed all around. Had I brought a telescope, this would have been the perfect place to set it up. I spent most of the evening at Chichén Itzá, seeing the stars as our ancestors saw them (this was before it was developed into a tourist attraction and the site was flooded with artificial lighting, laser light shows, hotels, parking lots, etc.) In the old days, on a moonless night I can remember it being so dark that I could see my shadow by the light of Venus. Now I look for dark skies in ancient archaelogical sites that haven't been "developed".

A.H. 1203 (A.D.1788/9). The astrolabe was originally invented by the Greeks, but made far more precise by Arab astronomers. The viewer looked through a pair of sighting holes on each end of the long arm. The face of the astrolabe held a disc that could be removed and replaced by other discs, much like a computer. Each disc was used in traveling for a different latitude. By sighting on certain stars and aligning the astrolabe with the north star, the user could determine a precise time for his location. On the back is a sine/cosine quadrant graphs of meridian latitutes for the sun for seven latitudes, graphs of azimuths of numerous stars, a shadow-square, scales of co-tangents, and astrological tables. This astrolabe was made by Hajji Ali, and is a fine example of the astrolabes made in Persia during the Safavid period. The maker is unique among astrolabe makers in numbering his work. Ten of the fourteen astrolabes made by him were numbered.

The astronomical compendium at right was made by Johann Anton Linden in 1596. It consists of an astrolabe with a rete for 34 stars, a table with the exact location of 29 stars, a lunar aspectarium, a table with the longitude and latitude of 70 towns, and a calendar fo the years 1596-1625. (British Museum MLA 57,11-67,1)

Late 17th-century Italian Copernican armillary sphere. Made of beechwood and covered with paper, with engraved, hand-drawn and hand-colored circles. Marbled Florentine paper with gilt decoration. The sun is at the center, surrounded by an ecliptic (zodiac) circle and a polar circle. The underside is inscribed in ink die 29 Mensia Xtoris 1621. This date is misleading. Paper was extremely expensive and and it was a typical Florentine practise to re-use it. The date refers to the paper, not the armillary sphere.

The written records of the Babylonians, the alignment of Stonehenge and the great sacrificial temples of the Mayans and Aztecs represent more than just tools for telling time and tracking the seasons. Behind the technological achievements is a complex symbolical structure--the mythology, the cosmology, the world view of ancient peoples. For more information on this fascinating aspect of ancient astronomy, see the Bibliography.


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