Astronomía

¿Qué más se podría aprender de un evento astronómico raro si supiéramos con precisión cuándo ocurriría?

¿Qué más se podría aprender de un evento astronómico raro si supiéramos con precisión cuándo ocurriría?


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En realidad, esto está relacionado con una pregunta que hice recientemente sobre Worldbuilding, pero que parecía más apropiada aquí.

Para evitar que esto tenga un alcance demasiado amplio, supongamos que alguien descubrió el momento exacto en que Eta Carinae se convertirá en supernova (no lo reprocharía a nadie si sugirieran un evento más científicamente interesante).

Debido a este conocimiento previo, podríamos apuntar cada telescopio que tenemos en su dirección para el evento principal. ¿Hay alguna ciencia que sepamos que podríamos hacer / aprender de este evento que no obtendríamos si reaccionáramos después del hecho? Sé que tal evento generaría datos durante un siglo o más, pero estoy interesado en el momento de la explosión.

Algo relacionado, ¿hay algo que haríamos / podríamos hacer ahora para prepararnos si este evento fuera a suceder hoy?


Yo diría que el simple hecho de saber que una estrella está a punto de sufrir una supernova podría ser información suficiente.

No siempre es fácil averiguar qué tipo de estrella era un progenitor de supernova determinado. A veces, no hubo observaciones de la región relevante del cielo antes de la supernova, por lo que no podemos simplemente mirar hacia atrás a las observaciones anteriores y extrapolarlas. Definitivamente podemos mirar ciertas líneas espectrales y otra información del remanente, pero rara vez es tan seguro como observar al progenitor.

Hay algunas clases de estrellas que aún no se han identificado de manera concluyente como progenitoras de supernovas, aunque puede haber evidencia que sugiera que deberían evolucionar como tales. Las supergigantes rojas son un grupo, lo que lleva al llamado "problema de las supergigantes rojas" (ver Smartt et al. (2009) y esta pregunta). Si supiéramos que una supergigante roja es un progenitor de supernova, eso posiblemente resolvería el problema.

Las estrellas Wolf-Rayet, que se cree que producen supernovas de Tipo Ib / c, son otro grupo (ver Yoon et al. (2012). Los modelos evolutivos y la evidencia de observación indirecta predicen que deberían conducir a estas supernovas, pero no hay observaciones de la supernova Wolf-Rayet Se han observado progenitores.

Eta Carinae A, que supongo que es la estrella a la que te refieres, parece ser una variable azul luminosa (LBV). Sabemos que los LBV conducen a supernovas (ver, por ejemplo, el caso de SN 2006jc, que sufrió un gran estallido dos días antes). Sin embargo, puede ser más difícil distinguir entre supernovas y ciertos eventos de impostores de supernovas, causados ​​por LBV. Especularía que podríamos intentar observar Eta Carinae A en el período previo a las supernovas, para tratar de observar las diferencias entre los estallidos y la supernova real, lo que podría darnos una mejor información sobre la naturaleza de la evolución de estas estrellas. . Además, hay emisión de neutrinos en los períodos previos a las supernovas (consulte esta pregunta); quizás los detectores en la Tierra podrían monitorear al progenitor y ver si pueden encontrar algo.

También podríamos, con suficiente tiempo de advertencia, intentar estudiar al progenitor en las fases finales de la evolución estelar. Esta página ofrece una tabla para los períodos de tiempo de varias fases de fusión en la vida de un $ 25M_ odot $ star: $$ begin {array} {| c | c |} hline text {Fase de fusión} & text {Duración de la fase} hline text {Hidrógeno} & text {7 millones de años} hline text {Helio} & text {500.000 años} hline text {Carbon} & text {600 años} hline text {Neon} & text {1 año} hline text {Oxygen} & text {6 meses} hline text {Silicon} & text {1 day} hline end {array} $$ Esto nos permitiría averiguar dónde está la estrella en su vida y averiguar qué efectos podrían tener diferentes vías de fusión, si es que tienen alguno.

Finalmente, supongo que su pregunta significa que sabemos cuándo llega la luz de la supernova a la Tierra y que esto sucederá en un futuro próximo.


CHIME detectó más de 500 ráfagas de radio rápidas en su primer año, proporcionando nuevas pistas sobre lo que las está causando

Al igual que la materia oscura y la energía oscura, Fast Radio Burst (FRB) es uno de esos locos fenómenos cósmicos que continúan desconcertando a los astrónomos. Estos destellos increíblemente brillantes se registran solo en la banda de radio del espectro electromagnético, ocurren repentinamente y duran solo unos pocos milisegundos antes de desaparecer sin dejar rastro. Como resultado, observarlos con un radiotelescopio es bastante desafiante y requiere una sincronización extremadamente precisa.

De ahí por qué el Dominion Radio Astrophysical Observatory (DRAO) en British Columbia lanzó el Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) en 2017. Junto con sus socios en el National Radio Astronomy Observatory (NRAO), el Massachusetts Institute of Technology (MIT), el Perimeter Institute y varias universidades, CHIME detectó más de 500 FRB en su primer año de operación (y más de 1000 desde que comenzó a operar).

En resumen, los astrónomos solo han estado estudiando los FRB desde 2007, cuando se informó el primer evento. Antes de mediados de 2017, cuando CHIME entró en funcionamiento, solo se habían observado unas dos docenas y su origen sigue siendo desconocido. Sin embargo, desde entonces se ha aprendido que a medida que avanzan los fenómenos cosmológicos, son omnipresentes, con miles de eventos que llegan a la Tierra todos los días desde todos los rincones del cielo.


Sepsis y COVID-19: perspectivas de un coordinador de sepsis

La enfermedad del coronavirus 2019 (COVID-19) ha traído dificultades e interrupciones a todos los rincones del mundo. Como coordinador de sepsis, puedo dar fe de que la comunidad científica y médica en los Estados Unidos se ha visto particularmente trastornada por el nuevo virus, ya que nuestras tareas y responsabilidades diarias se han cambiado para responder a las amenazas acompañadas de este virus.

En los últimos meses, los trabajadores de la salud se han enfrentado al desafío de realizar rápidamente evaluaciones y ajustar las mejores prácticas como resultado de la pandemia de COVID-19. Al principio de la pandemia, muchas personas creían que este nuevo virus provocaba una enfermedad similar a la del quoflu. Sin embargo, aprendimos rápidamente de nuestros colegas en Washington y California que definitivamente esto no era como la gripe.

COVID-19 no y ldquojust like the flu & hellip & rdquo

Durante la temporada de influenza 2018-2019, se registraron aproximadamente 34,000 muertes relacionadas con la influenza en los Estados Unidos. 1 No es raro que los pacientes desarrollen neumonía y sepsis subsecuente durante la temporada de influenza. Sin embargo, a diferencia del COVID-19, la mayoría de los trabajadores de la salud están familiarizados con el reconocimiento y el tratamiento de la influenza. Existen pruebas, vacunas y antivirales bastante precisos, y hemos establecido cuidados de apoyo como antipiréticos y líquidos intravenosos. Además, tenemos una buena idea de qué personas podrían verse afectadas negativamente por la gripe y pueden estar en guardia para identificar rápidamente la gripe y la sepsis. Aunque nada es 100%, tenemos herramientas en nuestro arsenal para tratar e identificar la gripe rápidamente y evitar que una gran cantidad de personas desarrollen las secuelas de neumonía y sepsis. Estamos listos cuando comience la mayor ola de gripe a mediados del otoño y siempre estamos anticipando el final de la temporada en primavera.

COVID-19 ha interrumpido por completo lo que esperábamos de la temporada de influenza y lo que planeamos para cada año. COVID-19 pasó de ser considerado como una "enfermedad similar a ldquoflu" a sistemas hospitalarios abrumadores, aparentemente de la noche a la mañana. Si bien los expertos habían advertido que una pandemia era inminente, Estados Unidos y el resto del mundo fueron sorprendidos por el virus. Algunas unidades de cuidados intensivos se vieron abrumadas por pacientes que rápidamente pasaron de estar moderadamente enfermos a gravemente enfermos y requirieron asistencia respiratoria durante largos períodos de tiempo. Como resultado, los pacientes se desbordaron hacia otras áreas del hospital, como las unidades de atención postanestésica y los quirófanos, que se convirtieron en salas de COVID improvisadas. El personal de enfermería se reasignó a otras áreas donde se necesitaba atención de enfermería. Los médicos de los Estados Unidos se preocuparon mucho por tener suficientes medicamentos para controlar la sedación en pacientes que requieren intubaciones prolongadas. & ldquoBurn rate & rdquo se convirtió en una palabra de moda al tratar de anticipar cómo administrar un suministro de equipo de protección personal (PPE) existente y hacerlo durar. También tuvimos el desafío de evaluar cómo usamos y podríamos reutilizar el EPP para mantener seguros a los trabajadores de la salud durante tiempos difíciles.

Desafíos inesperados de COVID-19

Ha sido difícil predecir quiénes se verán afectados por COVID-19 y qué tan gravemente podrían verse afectados. En ocasiones, la presentación respiratoria de COVID 19 no respondió con los tratamientos convencionales que se usan típicamente con las exacerbaciones de la EPOC o la neumonía, como los esteroides o los tratamientos con nebulizador.

Desde la perspectiva de un coordinador de sepsis y rsquos, la hora dorada para la administración rápida de antibióticos pasó mientras esperábamos los resultados de la tomografía computarizada que luego podrían revelar neumonías multifocales y opacidades en vidrio esmerilado. Necesitábamos tener un alto índice de sospecha al buscar pacientes que sabíamos que podían estar en riesgo de contraer COVID-19. Nuestros pacientes con diabetes mal manejada también se sintieron abrumados rápidamente y necesitaban cuidados que les salvaran la vida. ¿Fueron los líquidos para pacientes con sospecha de infección por COVID-19 lo mejor para el shock séptico? Necesitábamos considerar cuidadosamente los líquidos y documentar una buena toma de decisiones médicas.

Las pruebas de COVID-19 han sido problemáticas. En las primeras semanas de la pandemia, las pruebas en los Estados Unidos no estaban disponibles ni eran rápidas. Como resultado, tuvimos que tratar presuntos casos de COVID-19. A medida que han pasado las semanas, las pruebas están ahora más disponibles y los resultados se han obtenido más rápido. Todavía existe preocupación por la validez de las pruebas. Estas preocupaciones incluyen qué tipo de muestra se recolecta y quién, cómo se transporta y cómo puede verse afectada por cosas como los baños de gluconato de clorhexidina (CHG). Muchos pacientes que han tenido resultados negativos en las pruebas han resultado positivos posteriormente. Ha sido prácticamente imposible predecir quién desarrollará síntomas y con qué gravedad.

Implementar las mejores prácticas en tiempo real

Entonces, ¿qué hemos hecho en salud? Hemos asumido lo que los profesionales sanitarios se han propuesto hacer desde el principio. Colaboramos y compartimos las mejores prácticas a medida que las aprendimos. Las redes sociales y las redes ayudaron a los médicos a compartir información de todo el mundo en tiempo real. Organizaciones como Sepsis Alliance distribuyeron rápidamente educación generalizada a los coordinadores de sepsis de todo el país.

¿La pronación fue más eficaz que la intubación? ¿Fueron los niveles de ferritina un mejor pronóstico del resultado? Se ha compartido rápidamente nueva información y manifestaciones de COVID-19. Vi & ldquoCOVID toes & rdquo en un niño antes de que alguien hablara de ellos porque un colega me había compartido fotos de manifestaciones cutáneas. Su padre tuvo dificultades para encontrar a alguien que estuviera familiarizado con esto y pudiera diagnosticarlo. No estaba enfermo y una visita de telesalud ayudó en su diagnóstico. Nadie más en esta familia estuvo enfermo.

Ampliación y adaptación de la vigilancia de la sepsis

La sepsis es responsable de un gran número de hospitalizaciones y reingresos. Sin embargo, COVID-19 de hecho se ha sumado al volumen de pacientes que rastreamos por sepsis. Una consecuencia no medida, aunque involuntaria, de la pandemia es la cantidad de personas que pueden haber retrasado la atención médica por temor a adquirir COVID-19. Como anécdota, hemos visto pacientes que están muy enfermos a su llegada, incluso con apéndices rotos. En algunos casos, los pacientes han esperado para llamar al 911 hasta que ya no pueden respirar por sí mismos. El daño colateral no se conocerá por algún tiempo, sin embargo, podemos ver de manera anecdótica el impacto que ha tenido COVID-19. Sabemos que las directrices de la Campaña para sobrevivir a la sepsis han influido positivamente en la atención de estos pacientes con COVID-19 y han llevado a una rápida identificación y tratamiento.

A medida que han ido pasando las semanas durante esta pandemia, hemos aprendido a adaptarnos. Confiamos en tener el PPE que necesitamos. Hemos visto a comunidades enteras unirse con respiradores N95 y máscaras de tela donados, junto con comidas calientes y vítores nocturnos para los trabajadores de la salud. Parece que todo el mundo está respirando un poco más tranquilo ahora que Estados Unidos ha superado la tensión máxima de recursos en nuestros sistemas de salud. A lo largo del camino, hemos aprendido cómo cuidar a estos pacientes mientras nos cuidamos a nosotros mismos y a los demás.

Mirando hacia el futuro

Una de las partes más difíciles de lidiar con esta crisis de salud ha sido ver enfermarse a amigos y colegas que son proveedores de atención médica. Según las estadísticas de mayo de 2020, aproximadamente 90,000 trabajadores de la salud en todo el mundo habían sido diagnosticados con COVID-19. 2 Estamos conteniendo la respiración durante la & ldquonext wave & rdquo, pero creo que estamos mejor equipados para manejar la enfermedad y sus aspectos emocionales. Además, muchos proveedores han desarrollado elaborados planes de desinfección para mantener a sus familias seguras.

Como coordinador de sepsis, estoy agradecido por la comunidad de sepsis y sus recursos. Aprecio la comunidad virtual y las plataformas de redes sociales que nos han empoderado a todos con conocimientos y nos han ayudado a hacer lo que mejor hacemos como coordinadores, que es educar y defender. Es fundamental, ahora más que nunca, que difundamos hechos y no miedo. Espero con interés todas las lecciones aprendidas a medida que nos descomprimimos de esta crisis. En el caso de que ocurra una segunda ola, estaremos mejor equipados para salvar vidas.

1. Centros de Prevención de Enfermedades C. Enfermedades de influenza, visitas médicas, hospitalizaciones y muertes estimadas en los Estados Unidos y mdash 2018 y temporada de influenza ndash2019 https://www.cdc.gov/flu/about/burden/2018-2019.html#:

Acceda a artículos, videos y seminarios web relacionados en PRECISELY, de GE Healthcare y Roche.


BigBird un blazar?

La instalación de IceCube se basa en una serie de fotodetectores suspendidos en el hielo debajo del Polo Sur. El hardware es capaz de rastrear las partículas entrantes cuando chocan con los átomos del hielo, produciendo luz en el proceso. Entre estas partículas se encuentran los neutrinos de una variedad de fuentes, pero de particular interés son las de energía extremadamente alta.

¿Qué es extremo en este contexto? El Gran Colisionador de Hadrones, nuestro hardware de mayor energía, puede acelerar los protones a energías de un puñado de Tera-electronvoltios. Algunos de los neutrinos detectados por IceCube estaban en la vecindad de dos Peta-electronvoltios, tres órdenes de magnitud más altos. Es justo preguntarse qué podría darles a estas partículas ligeras y sin carga ese tipo de energías.

Un modelo para su producción involucra los chorros producidos por agujeros negros supermasivos activos. Dentro de estos chorros, los protones y otras partículas cargadas se aceleran a altas energías y pueden interactuar con fotones de alta energía en el medio ambiente. Estas interacciones pueden producir piones, una partícula inestable que se descompone en un proceso que produce un neutrino. Luego, el neutrino hereda parte de la energía de su pión padre y continúa viajando en la misma dirección.

Para que el neutrino llegue a la Tierra, los chorros del agujero negro deben apuntarnos. Ya hemos identificado galaxias donde este es el caso, se llaman blazares, debido a la increíble cantidad de energías que los chorros envían en nuestra dirección. Hay un gran catálogo de blazares que hemos identificado a través de varios estudios astronómicos.

Naturalmente, cuando IceCube identificó sus primeros neutrinos Peta-electronVolt (apodados Ernie, Bert y BigBird), los investigadores comenzaron a buscar en el catálogo de blazar fuentes potenciales en la dirección de donde provenía el neutrino. Desafortunadamente, estas búsquedas quedaron en blanco.

Pero ahora, un gran equipo internacional ha encontrado un posible candidato como fuente de BigBird, un blazar conocido como PKS B1424–418. Este blazar se incluyó en el análisis original de neutrinos PeV, pero no se consideró un buen candidato, ya que estaba relativamente tranquilo en ese momento. Pero los chorros de agujeros negros son uno de los raros fenómenos astronómicos que pueden cambiar repentinamente, en el lapso de unos pocos años. Y el equipo descubrió que PKS B1424–418 había aumentado su actividad aproximadamente en el momento en que se detectó BigBird, un evento que denominan "explosión de blazar".

La identidad de las fuentes de Ernie y Bert es un misterio. Pero, a medida que IceCube continúa recopilando datos, las posibilidades de identificar las fuentes deberían aumentar. Y lo mismo es cierto para el trabajo en curso con LIGO, donde todavía se están analizando otras cuatro posibles detecciones de ondas gravitacionales.

El arXiv. Número de resumen: 1602.03920 (Acerca del arXiv). En revisión en El diario astrofísico.


Lo que significan los resultados de Muon g-2 para cómo entendemos el universo

Mirando hacia abajo una fila de imanes que conducen al anillo de almacenamiento de partículas en el experimento Muon g-2 de Fermilab. Los resultados tienen a físicos teóricos de todo el mundo trabajando frenéticamente a través de ideas para obtener explicaciones. Crédito: Cindy Arnold / Fermilab

La noticia de que los muones tienen un pequeño movimiento adicional en su paso hizo que se corriera la voz en todo el mundo esta primavera.

El experimento Muon g-2 alojado en Fermi National Accelerator Laboratory anunció el 7 de abril que habían medido una partícula llamada muón que se comportaba de manera ligeramente diferente a lo previsto en su acelerador gigante. Fue la primera noticia inesperada en física de partículas en años.

Todo el mundo está emocionado, pero pocos más que los científicos cuyo trabajo consiste en escupir teorías sobre cómo se construye el universo. Para estos teóricos, el anuncio los hace desempolvar las viejas teorías y especular con las nuevas.

"Para muchos de nosotros, parece y huele a nueva física", dijo el profesor Dan Hooper. "Puede ser que algún día miremos hacia atrás y este resultado sea visto como un heraldo".

Gordan Krnjaic, un físico teórico colega, estuvo de acuerdo: "Es un gran momento para ser especulador".

Los dos científicos están afiliados a la Universidad de Chicago y Fermilab no trabajaron directamente en el experimento Muon g-2, pero ambos estaban eufóricos con los resultados. Para ellos, estos hallazgos podrían ser una pista que señale el camino para desentrañar los últimos misterios de la física de partículas y, con ello, nuestra comprensión del universo en su conjunto.

El problema era que todo iba como se esperaba.

Basados ​​en experimentos y teorías centenarias que se remontan a los días de las primeras investigaciones de Albert Einstein, los científicos han esbozado una teoría de cómo se forma el universo, desde sus partículas más pequeñas hasta sus fuerzas más grandes. Esta explicación, llamada Modelo Estándar, hace un buen trabajo al conectar los puntos. Pero hay algunos agujeros, cosas que hemos visto en el universo que no se tienen en cuenta en el modelo, como la materia oscura.

No hay problema, pensaron los científicos. Construyeron experimentos más grandes, como el Gran Colisionador de Hadrones en Europa, para investigar las propiedades más fundamentales de las partículas, seguros de que esto arrojaría pistas. Pero incluso cuando miraron más profundamente, nada de lo que encontraron parecía estar fuera de sintonía con el Modelo Estándar. Sin nuevas vías para investigar, los científicos no tenían idea de dónde y cómo buscar explicaciones para las discrepancias como la materia oscura.

El anillo Muon g-2 se encuentra en su sala de detectores en medio de bastidores electrónicos, la línea de luz de muones y otros equipos. Este impresionante experimento opera a 450 grados Fahrenheit negativos y estudia la precesión o "oscilación" de las partículas llamadas muones a medida que viajan a través del campo magnético. Crédito: Reidar Hahn / Fermilab

Luego, finalmente, los resultados del experimento Muon g-2 llegaron de Fermilab (que está afiliada a la Universidad de Chicago). El experimento informó una pequeña diferencia entre cómo deberían comportarse los muones de acuerdo con el Modelo Estándar y lo que realmente estaban haciendo dentro del acelerador gigante.

Los murmullos estallaron en todo el mundo y las mentes de Hooper, Krnjaic y sus colegas en física teórica comenzaron a correr. Casi cualquier explicación de una nueva arruga en la física de partículas tendría profundas implicaciones para la historia del universo.

Eso es porque las partículas más pequeñas afectan a las fuerzas más grandes del universo. Las pequeñas diferencias en las masas de cada partícula afectan la forma en que el universo se expandió y evolucionó después del Big Bang. A su vez, eso afecta todo, desde cómo se mantienen unidas las galaxias hasta la naturaleza de la materia misma. Es por eso que los científicos quieren medir con precisión cómo batió las alas la mariposa.

Hasta ahora, hay tres posibles explicaciones principales para los resultados de Muon g-2, si es realmente una nueva física y no un error.

Una es una teoría conocida como "supersimetría", que estaba muy de moda a principios de la década de 2000, dijo Hooper. La supersimetría sugiere que cada partícula subatómica tiene una partícula asociada. Es atractivo para los físicos porque es una teoría general que explica varias discrepancias, incluida la materia oscura, pero el Gran Colisionador de Hadrones no ha visto ninguna evidencia de estas partículas adicionales. Aún.

Otra posibilidad es que alguna forma de materia relativamente pesada no descubierta interactúe fuertemente con los muones.

Finalmente, también podrían existir algunos otros tipos de partículas de luz exóticas, aún sin descubrir, que interactúan débilmente con los muones y causan el bamboleo. Krnjaic y Hooper escribieron un artículo en el que exponían lo que podría significar para el universo una partícula de luz, a la que llamaron "Z primo".

"Estas partículas tendrían que haber existido desde el Big Bang, y eso significaría otras implicaciones, por ejemplo, podrían tener un impacto en la rapidez con la que el universo se expandía en sus primeros momentos", dijo Krnjaic.

Eso podría encajar con otro misterio que los científicos están considerando, llamado constante de Hubble. Se supone que ese número indica qué tan rápido se está expandiendo el universo, pero varía ligeramente según la forma en que lo midas, una discrepancia que podría indicar una pieza faltante en nuestro conocimiento.

Hay otras posibilidades más lejanas, como que los muones estén siendo golpeados por partículas que aparecen y desaparecen de otras dimensiones. ("Una cosa de la que rara vez se acusa a los físicos de partículas es la falta de creatividad", dijo Hooper).

Pero los científicos dijeron que es importante no descartar las teorías de las manos, sin importar cuán locas puedan parecer.

"No queremos pasar por alto algo solo porque sonaba extraño", dijo Hooper. "Estamos constantemente tratando de sacudir los árboles para tener todas las ideas que podamos. Queremos cazar esto en cualquier lugar donde pueda estar escondido".

Sin embargo, el primer paso es confirmar que el resultado de Muon g-2 es cierto. Los científicos tienen un sistema para saber si los resultados de un experimento son reales y no solo un destello en los datos. El resultado anunciado en abril alcanzó 4.2 sigma, el punto de referencia que significa que es casi seguro que sea 5 sigma.

"Si se trata de física realmente nueva, estaremos mucho más cerca de saberlo en uno o dos años", dijo Hooper. El experimento Muon g-2 tiene muchos más datos para analizar. Mientras tanto, los resultados de algunos cálculos teóricos muy complicados, tan complejos que incluso las supercomputadoras más poderosas del mundo necesitan masticarlos durante meses o años, deberían estar cayendo en picado.

Esos resultados, si llegan a un nivel de confianza de 5 sigma, señalarán a los científicos hacia dónde ir a continuación. Por ejemplo, Krnjaic ayudó a proponer un programa de Fermilab llamado M3 que podría reducir las posibilidades al disparar un rayo de muones a un objetivo metálico, midiendo la energía antes y después del impacto de los muones. Esos resultados podrían indicar la presencia de una nueva partícula.

Mientras tanto, en la frontera franco-suiza, el Gran Colisionador de Hadrones está programado para actualizarse a una luminosidad más alta que producirá más colisiones. Nueva evidencia de partículas u otros fenómenos podrían aparecer en sus datos.

Toda esta emoción por un bamboleo puede parecer una reacción exagerada. Pero pequeñas discrepancias pueden y han llevado a cambios masivos. En la década de 1850, los astrónomos que midieron la órbita de Mercurio notaron que se desviaba un poco de lo que predeciría la teoría de la gravedad de Newton. "Esa anomalía, junto con otra evidencia, finalmente nos llevó a la teoría de la relatividad general", dijo Hooper.

"Nadie sabía de qué se trataba, pero hizo que la gente pensara y experimentara. Mi esperanza es que algún día miremos el resultado de este muón de la misma manera".


Contenido

Stonehenge tiene una abertura en el movimiento de tierra henge que mira hacia el noreste, y han seguido sugerencias de que sus constructores dieron un significado particular a los puntos del solsticio y equinoccio. Por ejemplo, el sol del solsticio de verano se elevó cerca de la piedra del talón y los primeros rayos del sol brillaron en el centro del monumento entre la disposición de herradura. Si bien es posible que tal alineación pudiera ser una coincidencia, esta orientación astronómica había sido reconocida desde que William Stukeley dibujó el sitio e identificó por primera vez su eje a lo largo de la salida del sol de verano en 1720. [1]

Stukeley notó que la Heel Stone no estaba alineada con precisión en la salida del sol. El desvío de la posición del amanecer debido al cambio en la oblicuidad de la eclíptica desde la erección del monumento no da cuenta de esta imprecisión. Recientemente, se ha encontrado evidencia de un vecino de Heel Stone, que ya no existe. La segunda piedra puede haber sido, en cambio, un lado de un "corredor solar" utilizado para enmarcar la salida del sol. [2] [3]

Stukeley y el renombrado astrónomo Edmund Halley intentaron lo que equivalía al primer intento científico de fechar un monumento prehistórico. Stukeley concluyó que Stonehenge se había creado "mediante el uso de una brújula magnética para diseñar las obras, la aguja variaba mucho, en ese momento, del norte verdadero". Intentó calcular el cambio en la variación magnética entre el amanecer de Stonehenge observado y teórico (ideal), que imaginó se relacionaría con la fecha de construcción. Sus cálculos arrojaron tres fechas, la más antigua de las cuales, 460 a. C., fue aceptada por Stukeley. Eso era incorrecto, pero este primer ejercicio de datación es un hito en la arqueología de campo. [4]

Los primeros esfuerzos hasta la fecha de Stonehenge explotaron los cambios en las declinaciones astronómicas y llevaron a esfuerzos como la teoría de H. Broome de 1864 de que el monumento fue construido en 977 a. C., cuando la estrella Sirio se habría elevado sobre la avenida de Stonehenge. Sir Norman Lockyer propuso una fecha de 1680 a. C. basada enteramente en un azimut incorrecto del amanecer para la Avenida, alineándola con un punto de activación cercano de Ordnance Survey, una característica moderna. Petrie prefirió una fecha posterior del 730 d.C. Las piedras relevantes se inclinaron considerablemente durante su inspección, y no se consideró precisa.

Un debate sobre la arqueoastronomía fue provocado por la publicación de 1963 de Stonehenge decodificado, por Gerald Hawkins, astrónomo estadounidense. Hawkins afirmó haber observado numerosas alineaciones, tanto lunares como solares. Argumentó que Stonehenge podría haberse utilizado para predecir eclipses. El libro de Hawkins recibió amplia publicidad, en parte porque usó una computadora en sus cálculos, luego una novedad. Los arqueólogos sospechaban ante las nuevas contribuciones al debate del astrónomo británico CA 'Steve' Newham y Sir Fred Hoyle, el famoso cosmólogo de Cambridge, así como de Alexander Thom, un profesor de ingeniería jubilado, que había estado estudiando círculos de piedra. durante más de 20 años. Sus teorías se han enfrentado a críticas en las últimas décadas de Richard J. C. Atkinson y otros que han sugerido impracticabilidad en la interpretación de la "calculadora de la Edad de Piedra".

El trabajo de Gerald Hawkins sobre Stonehenge se publicó por primera vez en Naturaleza en 1963 tras los análisis que había realizado utilizando la computadora IBM Harvard-Smithsonian. Hawkins no encontró una o dos alineaciones, sino docenas. Había estudiado 165 características significativas en el monumento y usó la computadora para verificar cada alineación entre ellos con cada punto de salida y puesta del Sol, la Luna, los planetas y las estrellas brillantes en las posiciones que habrían estado en el 1500 a. C. Trece correlaciones solares y once lunares fueron muy precisas en relación con las primeras características del sitio, pero la precisión fue menor para las características posteriores del monumento. Hawkins también propuso un método para usar los agujeros de Aubrey para predecir eclipses lunares moviendo marcadores de un agujero a otro. En 1965 Hawkins y J.B. White escribieron Stonehenge decodificado, que detalló sus hallazgos y propuso que el monumento era una "computadora neolítica".

Atkinson respondió con su artículo "Moonshine en Stonehenge" en Antigüedad en 1966, señalando que algunos de los pozos que Hawkins había utilizado para sus líneas de visión tenían más probabilidades de haber sido depresiones naturales, y que había permitido un margen de error de hasta 2 grados en sus alineaciones. Atkinson descubrió que la probabilidad de que tantas alineaciones sean visibles desde 165 puntos es cercana a 0.5 (o más bien 50:50) en lugar de la posibilidad de “una en un millón” que Hawkins había afirmado. El hecho de que los Station Stones estuvieran encima de los Aubrey Holes anteriores significaba que muchas de las alineaciones de Hawkins entre las dos características eran ilusorias. El mismo artículo de Atkinson contiene más críticas a la interpretación de Aubrey Holes como marcadores astronómicos y al trabajo de Fred Hoyle.

Existe una pregunta sobre si el clima inglés habría permitido una observación precisa de los eventos astronómicos. Los investigadores modernos buscaban alineamientos con fenómenos que ya sabían que existían; los usuarios prehistóricos del sitio no tenían esta ventaja.

En 1966, C. A. 'Steve' Newham describió una alineación para los equinoccios dibujando una línea entre una de las Station Stones con un agujero para poste junto a la Heel Stone. También identificó una alineación lunar: los lados largos del rectángulo creado por las cuatro piedras de la estación coincidían con la salida y puesta de la Luna en el punto muerto principal. Newham también sugirió que los agujeros para postes cerca de la entrada se usaran para observar el ciclo de saros. [5]

Dos de las Piedras de la Estación están dañadas y, aunque sus posiciones crearían un rectángulo aproximado, su fecha y, por lo tanto, su relación con las otras características del sitio es incierta. La latitud de Stonehenge (51 ° 10 ′ 44 ″ N) es inusual ya que solo en esta latitud aproximada (dentro de unos 50 km) las alineaciones lunares y solares mencionadas anteriormente ocurren en ángulos rectos entre sí. A más de 50 km al norte o al sur de la latitud de Stonehenge, las piedras de la estación no se podían colocar como un rectángulo.

Alexander Thom había estado examinando círculos de piedra desde la década de 1950 en busca de alineaciones astronómicas y el patio megalítico. No fue hasta 1973 que dirigió su atención a Stonehenge. Thom decidió ignorar las alineaciones entre las características dentro del monumento, considerándolas demasiado juntas para ser confiables. Buscó características del paisaje que podrían haber marcado eventos lunares y solares. Sin embargo, uno de los sitios clave de Thom, Peter's Mound, resultó ser un vertedero de basura del siglo XX.

Aunque Stonehenge se ha convertido en un destino cada vez más popular durante el solsticio de verano, con 20,000 personas que lo visitaron en 2005, los estudiosos han desarrollado evidencia creciente que indica que las personas prehistóricas visitaron el sitio solo durante el solsticio de invierno. The only megalithic monuments in the British Isles to contain a clear, compelling solar alignment are Newgrange and Maeshowe, which both famously face the winter solstice sunrise.

The most recent evidence supporting the theory of winter visits includes bones and teeth from pigs which were slaughtered at nearby Durrington Walls, their age at death indicating that they were slaughtered either in December or January every year. Mike Parker Pearson of the University of Sheffield has said, “We have no evidence that anyone was in the landscape in summer.” [6]


Venus makes rare trek across Sun

The transit was a very rare astronomical event that would not be seen again for another 105 years.

Observers in north and central America, and the northern-most parts of South America saw the event start just before local sunset.

The far northwest of America, the Arctic, the western Pacific, and east Asia witnessed the entire passage.

While the UK and the rest of Europe, the Middle East, and eastern Africa waited for local sunrise to try to see the closing stages of the transit.

Venus appeared as a small black dot moving slowly but surely across the solar disc. The traverse lasted more than six and a half hours.

Some of the best pictures of the event were provided by the US space agency's (Nasa) Solar Dynamics Observatory , which studies the Sun from a position 36,000km above the Earth.

"We get to see Venus in exquisite detail because of SDO's spatial resolution," said agency astrophysicist Dr Lika Guhathakurta.

"SDO is a very special observatory. It takes images that are about 10 times better than a high-definition TV and those images are acquired at a temporal cadence of one every 10 seconds. This is something we've never had before."

Many citizens keen to observe the transit first hand attended special events at universities and observatories where equipment for safe viewing had been set up.

In Hawaii, one of the best places to see the whole event, the university's Institute of Astronomy set up telescope stations on Waikiki beach.

"We've had 10 telescopes and the queues have been 10 deep to each telescope all day long," said the institute's Dr Roy Gal.

"It's a great opportunity to get people excited and teach them stuff. I was hoping for a big turn-out, and it's been fantastic," he told BBC News.

Joe Cali viewed the transit on the edge of the Outback in New South Wales, Australia, another ideal vantage point.

"It is exciting. It may look like just a black dot on the Sun but if you think about it, it's one of the few times you get to see a planet in motion," he said.

UK skywatchers had to deal with quite extensive cloud conditions across the country.

"We've had total cloud and rain," said Brian Sheen from the Roseland Observatory in Cornwall .

"But we've been improving our chances by connecting with the Shetland Islands and the people up there have done rather better than we have. We've been seeing the transit through [a feed] of one of their telescopes," he explained.

Scientists observed the transit to test ideas that will help them probe Earth-like planets elsewhere in the galaxy, and to learn more about Venus itself and its complex atmosphere.

Venus transits occur four times in approximately 243 years more precisely, they appear in pairs of events separated by about eight years and these pairs are separated by about 105 or 121 years.

The reason for the long intervals lies in the fact that the orbits of Venus and Earth do not lie in the same plane and a transit can only occur if both planets and the Sun are situated exactly on one line.

This has happened only seven times previously in the telescopic age: in 1631, 1639, 1761, 1769, 1874, 1882 and 2004.

The next pair will not now occur until 2117 and 2125.

The phenomenon has particular historical significance. The 17th- and 18th-Century transits were used by the astronomers of the day to work out fundamental facts about the Solar System.

Employing a method of triangulation (parallax), they were able to calculate the distance between the Earth and the Sun - the so-called astronomical unit (AU) - which we know today to be about 149.6 million km (or 93 million miles).

This allowed scientists to get their first real handle on the scale of things beyond Earth.

Modern instrumentation now gives us very precise numbers on planetary positions and masses, as well as the distance between the Earth and the Sun. But to the early astronomers, just getting good approximate values represented a huge challenge.

This is not to say the 2012 Venus transit was regarded as just a pretty show with no interest for scientists.

Planetary transits have key significance today because they represent one of the best methods for finding worlds orbiting distant stars.

Nasa's Kepler telescope , for example, is identifying thousands of candidates by looking for the tell-tale dips in light that accompany a planet moving in front of its host sun.

These planets are too far away to be visited by spacecraft in the foreseeable future, but scientists can learn something about them from the way the background star's light is affected as it passes through the planetary atmosphere.

And observing a transiting Venus, which has a known atmospheric composition, provides a kind of benchmark to support these far-flung investigations.

Researchers also took a close look at Venus itself during the transit, used the occasion to probe the middle layers of the planet's atmosphere - its mesosphere.

They were looking for a very thin arc of light, called the aureole , which can only be seen when Venus appears to just touch the edge of the Sun's disc at ingress and egress.

The brightness and thickness of the aureole depends on the density and temperature of the atmospheric layers above Venus's cloud tops.

Observations of the aureole were being combined with data from Europe's Venus Express spacecraft in orbit around the planet to provide information on high-altitude winds.

The Venusian atmosphere experiences super-rotation. That is - the whole atmosphere circles the planet in four Earth days, on a body that turns around just once in 243 Earth days.


A Stroke of Astronomical Luck for Solar Science

NSF's Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) at sunset.

Sunspots visible on the surface on the Sun.

Solar Corona during an eclipse

Illustration of Moon's shadow on the Earth during an eclipse

On July 2, 2019 a total solar eclipse will pass over Chile and Argentina, and through a stroke of astronomical luck, the path of totality crosses directly over the National Science Foundation&rsquos (NSF) Cerro Tololo Inter-American Observatory located in the foothills of the Andes, 7,241 feet (2200 meters) above sea level in the Coquimbo Region of northern Chile. Five science teams chosen by NSF&rsquos National Solar Observatory will perform experiments at Cerro Tololo during the eclipse four of them will have their equipment trained on the Sun&rsquos elusive corona and one will study eclipse effects on the Earth itself.

The Sun&rsquos Corona

Throughout history, total solar eclipses have amazed humankind. Many cultures&rsquo eclipse myths and legends portray them as divine, fortuitous or even ominous events. Today we understand the science behind why total solar eclipses occur. But we can still learn a lot about the Sun during the brief minutes of totality, when the Sun is completely blocked by the Moon. For scientists, a total solar eclipse offers a rare opportunity to study a part of the Sun they don&rsquot normally see, its inner corona.

The corona is a region of magnetism and extraordinarily hot gasses that makes up the outermost part of the Sun&rsquos atmosphere. It has mysterious properties we have yet to understand, like why it is extremely hot, hotter than the surface of the Sun. It is especially difficult to study because it is less dense and millions of times dimmer than the visible disk of the Sun and thus hard to see in the sun&rsquos full glare. However, when the bright disk of the Sun is completely covered by the Moon, as in a total solar eclipse, we can see its corona shining.

Scientists study the corona because it is important for predicting space weather, a phenomena that can potentially damage our electrical grids, telecommunications and satellites. Space weather occurs when the Sun occasionally spews magnetic plumes called coronal mass ejections into space. If one of those plumes is aimed at Earth, we could experience electrical and telecommunication disruptions like the super solar storm of 1859 known as the Carrington event, that burned up telegraph wires around the world. Such magnetic storms carry a much greater risk today in our electronically connected and dependent world.

Each of the following five science teams are taking advantage of the 2 minutes and 6 seconds of totality on Cerro Tololo to increase our understanding of the Sun&rsquos mysteries and its impact on Earth.

Observations Over 20 Plus Years

An international team led by Jay Pasachoff (Williams College) will image the Sun&rsquos corona as a continuation of an experiment started in the 1990s. The experiment will measure the corona&rsquos current color, shape, and temperature.

Pasachoff explained why he has been doing this experiment for so many years, &ldquoThe Sun varies from day to day, and also over the 11-year solar cycle. Each glimpse we get of the Sun during a total solar eclipse&mdashonly a couple of minutes every 18 months or so&mdashgives us a different set of features to look at. One of our interests is understanding the eruptions on the Sun that could damage all the satellites now orbiting the Earth, so when we measure the speeds of the coronal mass ejections we sometimes see at eclipses, our work has potential major security implications for us on Earth.&rdquo

The location of the large coronal structures called streamers &ndash pointy regions that appear in most images of the corona is known for &ndash vary throughout the solar cycle. The 2019 eclipse occurs during a minimum of the 11-year solar cycle, a time when solar eruptions are infrequent and the Sun appears to be calm. Eclipses taking place near solar-cycle minimum, like this one, will provide Pasachoff&rsquos team with a rare view of solar polar plumes &ndash tufts of open magnetic field that emanate from the solar north and south poles, which are hidden from our view by high-latitude streamers at other eclipses. &ldquoI&rsquom also looking forward to comparing our observations of the corona taken during the eclipse (and combined in computers subsequently) with predictions that colleagues make before the eclipse based on the Sun&rsquos magnetic field and sunspots over the preceding month,&rdquo explains Pasachoff.

The corona&rsquos overall temperature also changes with the 11-year sunspot cycle. The team will use observations of superheated iron to follow the overall temperature of the corona over the sunspot cycle.

Pasachoff added, &ldquoWe are hopeful that observing from the 7,241 feet (2,200 meters) high altitude of NSF&rsquos Cerro Tololo Inter-American Observatory will give us an especially clear view of the corona.&rdquo

The Solar Wind Sherpas from Hawai&rsquoi

Shadia R. Habbal (University of Hawai&rsquoi) will be leading an international team called the &ldquoSolar Wind Sherpas&rdquo that will study the Sun&rsquos corona from three different locations across South America. The sites include Cerro Tololo and two locations in Argentina.

The team successfully used this multi-site observing strategy during the August 21, 2017 total solar eclipse over the United States, with five observing sites spanning 1,200 miles (1,931 kilometers). The strategy, with identical instruments at each site, maximizes the chances for observations in the event of poor weather at any one site. It also allows the teams to track changes in coronal structures that occur over a very short timescale. The team&rsquos goal for 2019 is to increase the suite of imagers and spectrometers used in 2017, and to include additional wavelengths of light which have not been observed so far.

Habbal explained, &ldquoWe will explore the physics of the solar corona through imaging and spectroscopy (breaking up the light into its component wavelengths). We have a number of telescope systems with special filters to isolate emission from different elements in the corona, mainly iron, argon and nickel. Our spectrometers will enable us to detect motions in the corona. Our white light images will yield very high spatial resolution images of all coronal structures.&rdquo

Multi-wavelength imaging and spectroscopic measurements can detect the chemical composition, temperature, density, non-thermal motions and outflows of the different parts of the corona. These measurements allow the team to explore the dynamics and thermodynamics of the corona close to the solar surface. This is the region of the corona where the largest changes in the solar magnetic field occurs, and where the solar wind and coronal mass ejections originate and accelerate.

This eclipse will be unique, Habbal said, &ldquobecause it occurs late in the afternoon and the Sun will be at very low altitude. Also, the Sun is close to solar minimum, so the distribution of structures in the solar corona will be different from 2 years ago (2017).&rdquo

Citizen Science from Japan

Yoichiro Hanaoka&rsquos team from the Solar Science Observatory of National Astronomical Observatory of Japan is also undertaking multi-site observations in Chile and Argentina. This team will be performing observations of the corona close to the surface of the Sun that will fill in an area not visible to spaceborne observatories like NASA&rsquos LASCO and STEREO coronagraphs. Hanaoka will then combine the data of both space and ground-based observations to construct a complete image of the corona.

Hanaoka commented, &ldquoWe are going to collaborate with amateur observers, widely spread along the total eclipse path in Chile and Argentina, to organize multi-site observations. By combining all of these observations, we can trace the time variations of the corona. It will be a great achievement for citizen science.&rdquo

UCAR Team Explores Magnetic Fields

A team led by UCAR researcher Paul Bryans will investigate the magnetic field of the Sun&rsquos corona. Magnetic structures in the corona play a fundamental role in causing the explosive events that contribute to space weather and its effects on the Earth. Measuring the orientation of the magnetic field can help in understanding the Sun-Earth system, and ultimately aid in predicting what drives space weather events. Reliable measurements of the magnetic field in the corona are, however, among the most challenging problems of observational solar physics.

Bryans explained how he is planning on taking these measurements during the eclipse, &ldquoIf we measure the intensity, or brightness, of the light coming from the Sun then we can tell many things about it &ndash how hot it is, how dense. But the only way to measure the magnetic field is to measure the polarization of the light. We will do this at the eclipse by using polarizers on our telescope. They work in exactly the same way as sunglasses, blocking light that is polarized in a certain direction. By rotating these polarizers, we can piece together the shape of the magnetic field on the Sun. This will help us understand what types of magnetic field configurations can lead to eruptive events.&rdquo

Studying the Corona in the Future

&ldquoOn July 2, NSF funding will enable scientists to seize the precious opportunity of a total solar eclipse to study the Sun&rsquos corona,&rdquo explained NSF Program Director David Boboltz, &ldquoBut next year, scientists will no longer have to wait for an eclipse to engage in cutting-edge research. NSF&rsquos Daniel K. Inouye Solar Telescope, which begins operations in 2020, will allow direct imaging of the solar corona anytime, shedding light on fundamental questions regarding solar magnetic fields and the heating to over a million degrees of the coronal plasma.&rdquo

Changes on Earth during a Total Solar Eclipse

One team won&rsquot be observing the Sun&rsquos corona during the total solar eclipse but instead will be monitoring changes happening here on Earth. M. Serra-Ricart&rsquos team, from the Institute of Astrophysics of the Canary Islands, will observe changes in the Earth&rsquos atmosphere including drops in temperature and charging of the ionosphere, the layer of the Earth&rsquos atmosphere that makes long-distance radio reception possible at night.

M. Serra-Ricart explained, &ldquoA total solar eclipse produces a broad, round area of darkness and greatly reduced sunlight that travels across Earth&rsquos atmosphere in a relatively narrow path during the daytime. Its effect on solar radiation intensity is remarkably similar to what happens at sunrise and sunset and it creates changes in the Earth&rsquos atmosphere we want to measure.&rdquo

Observers of total solar eclipses feel the dramatic temperature drop when the Sun is completely covered by the Moon. The team will track how much and how fast the temperature changes during the eclipse on Cerro Tololo. They will also track changes in the ionosphere to better understand how it impacts nighttime long distance radio reception.

&ldquoThe loss of sunlight due to the passage of the shadow of the moon during the eclipse is going to briefly produce a night-time like ionosphere. But it is considerably different than ordinary night-time. The moon&rsquos shadow is relatively small on the Earth and travels at supersonic speeds. It will likely produce some interesting effects that might be detectable on ordinary radios or small receivers.&rdquo added M. Serra-Ricart. &ldquoAlthough the ionospheric effects of solar eclipses have been studied for over 50 years many unanswered questions remain. We know roughly how this happens, but not precisely. The eclipse will give researchers a chance to examine the charging and uncharging process in almost real time.&rdquo

In addition to the science experiments, the team will also transmit a live video feed of the eclipse on YouTube Live, FaceBook, and Periscope.

About Cerro Tololo

Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) is a complex of astronomical telescopes and instruments located at 30.169 S, 70.804 W, approximately 80 km to the East of La Serena, Chile, at an altitude of 2200 metres. The complex is part of the National Optical Astronomy Observatory (NOAO) along with Kitt Peak National Observatory (KPNO) in Tucson, Arizona. The principal telescopes are the 4-m Victor M. Blanco Telescope and the 4.1-m Southern Astrophysical Research (SOAR) telescope, dedicated in April of 2004. The NOAO is operated by the Association of Universities for Research in Astronomy (AURA), which also operates the Space Telescope Science Institute and the Gemini Observatory. One of the two 8-m telescopes comprising the Gemini Observatory is co-located with CTIO on AURA property in Chile. The National Science Foundation (NSF) is the funding agency for NOAO. The Observatory headquarters are located in La Serena, Chile, about 300 miles north of Santiago.

About The National Solar Observatory

The National Solar Observatory (NSO) is the national center for ground-based solar physics in the United States (www.nso.edu) and is operated by the Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) under a cooperative agreement with the National Science Foundation Division of Astronomical Sciences.

The Association of Universities for Research in Astronomy (AURA) is a consortium of 46 US institutions and 4 international affiliates that operates world-class astronomical observatories for the National Science Foundation and NASA. AURA&rsquos role is to establish, nurture, and promote public observatories and facilities that advance innovative astronomical research. In addition, AURA is deeply committed to public and educational outreach, and to diversity throughout the astronomical and scientific workforce. AURA carries out its role through its astronomical facilities.

AURA is responsible for the successful management and operation of its five centers: the Gemini Observatory the Large Synoptic Survey Telescope (LSST) the National Optical Astronomy Observatory (NOAO) the National Solar Observatory (NSO) and the Space Telescope Science Institute (STScI).

The National Science Foundation (NSF) is an independent federal agency created by Congress in 1950 to promote the progress of science. NSF supports basic research and people to create knowledge that transforms the future. Please refer to www.nsf.gov.

National Solar Observatory
Claire Raftery
[email protected]

Cerro Tololo Eclipse Team
Manuel Paredes
[email protected]


What If It's Just Us?

The ideal 'Earth 2.0' will be an Earth-sized, Earth-mass planet at a similar Earth-Sun distance from . [+] a star that's very much like our own. We have yet to find such a world, but even if we do, we must take care that we distinguish between what we think of as biosignatures, like oxygen, produced by life versus that produced by inorganic processes.

NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

When it comes to the question of extraterrestrial life, humans optimistically assume the Universe is prolific. After all, there doesn't appear to be anything particularly special about Earth, and life not only took hold here on our world, but evolved, thrived, became complex and differentiated, and then intelligent and technologically advanced. If the same ingredients are everywhere and the same rules are at play, wouldn't it be an awful waste of space if we're alone?

But this is not a question that can be answered by appeals to either logic or emotion, but by data and observation alone. While our investigations have revealed the existence of an enormous number of candidate planets for life, we have yet to find one where intelligent aliens, complex life, or even simple life is known to exist. In all the Universe, humanity may truly be alone.

Once intelligence, tool use and curiosity combine in a single species, perhaps interstellar . [+] ambitions become inevitable. But this is an assumption that isn't backed in science, and we must be careful (and suspicious) about any such conclusions we draw from it.

Dennis Davidson for http://www.nss.org/

A generation ago, we knew almost nothing about the planets that exist in the Universe beyond our own Solar System. We knew then — as we do now — that there were hundreds of billions of stars in our Milky Way alone, and thought there were hundreds of billions of galaxies throughout the visible Universe. (We know now that there are more like 2 trillion galaxies throughout our observable Universe.)

All told, there are some 10 24 stars in the observable Universe. For a very long time, all we could do was speculate as to whether they had planetary systems around them. We didn't know what fraction of planets were likely to be Earth-sized we didn't know what their orbital distances from their stars would be we didn't know how common or rare a world like ours might be.

But over the past 30 years, the landscape of exoplanet science has changed irrevocably.

A visualization of the planets found in orbit around other stars in a specific patch of sky probed . [+] by the NASA Kepler mission. As far as we can tell, practically all stars have planetary systems around them.

A combination of direct imaging, radial velocity studies, and measurements of transiting exoplanets have revolutionized what we know is out there. Led by NASA's now-defunct Kepler mission, we've learned so much about what's out there, including that:

  • somewhere between 80%-100% of stars have planets or planetary systems associated with them,
  • approximately 20%-25% of those systems have a planet in their star's "habitable zone," or the right location for liquid water to form on their surface,
  • and approximately 10%-20% of those planets are Earth-like in size and mass.

A substantial fraction of stars out there (around 20%) are either K-, G-, or F-class stars, too: Sun-like in mass, luminosity, and lifetime. Putting all these numbers together, there are around 10 22 potentially Earth-like planets out there in the Universe, with the right conditions for life on them. In our Milky Way alone, there may be billions of planets with Earth-like chances for life.

Most of the planets we know of that are comparable to Earth in size have been found around cooler, . [+] smaller stars than the Sun. This makes sense with the limits of our instruments these systems have larger planet-to-star size ratios than our Earth does with respect to the Sun.

But knowing there's a bird in the bush is not the same as having one in your hand. Similarly, having a planet with the raw ingredients for life and similar conditions to what we had in the early days of Earth doesn't necessarily guarantee that life will arise on such a planet. Even if life does arise, what are the odds that it will persist, thrive, and become complex and differentiated? And beyond that, how often does it become intelligent and then technologically advanced?

Given all the events and circumstances that have transpired over the past 4.5 billion years — including the evolutionary twists and turns that occurred as the result of seemingly random processes — it's safe to say that the exact way life unfolded on Earth is cosmologically unique. But what about life, complex life, or technologically advanced life at all?

The crashed X-Files' alien spaceship, used as a promo for season 10 of the show, represents our . [+] hopes and fears concerning making contact with an intelligent alien species. But we have no evidence for their existence, thus far, anywhere in the galaxy or Universe.

X-Files / Fox / Rodrigo Carvalho

If we demand that we be scientifically honest and scrupulous, and look at the evidence without judgment in either optimistic or pessimistic directions, this is truly the limit of what we can say as far as the odds of life elsewhere are concerned. Our hopes and fears about the existence of aliens, of being cosmically alone, or any other point on the spectrum of possibilities have no decisive evidence to support or refute them.

While it may be exciting to speculate about thousands of spacefaring civilizations in the Milky Way right now, or intelligent aliens modifying their cosmic backyard or deliberately hiding from Earth, there is simply no evidence for this. Hypothesizing a slew of possibilities that haven't been ruled out might be a clever exercise that will someday lead to greater knowledge, but we can say nothing definitive about them today.

Atoms can link up to form molecules, including organic molecules and biological processes, in . [+] interstellar space as well as on planets. If the ingredients for life are everywhere, then life may be ubiquitous, too. It was all seeded by prior generations of stars.

All we know is that, if a planet was formed similar to Earth in the distant past, there are three big steps that must have occurred in order to get a recognizably advanced civilization like our own.

1. Life must have somehow arisen from non-life. This is the problem of abiogenesis, or the origin of life from nonliving precursor molecules. To go from the raw ingredients associated with organic processes to something that's classified as life, which means it has a metabolism, responds to external stimuli, grows, adapts, evolves, and reproduces, is the first big step.

It occurred at least once, more than 4 billion years ago, on our world. Has it occurred elsewhere in our Solar System? In our galaxy? In the Universe? We have no idea how frequently, out of the multibillion planetary candidates in our galaxy or out of the 10 22 candidates in the visible Universe, this may have occurred.

Both reflected sunlight on a planet and absorbed sunlight filtered through an atmosphere are two . [+] techniques humanity is presently developing to measure the atmospheric content and surface properties of distant worlds. In the future, this could include the search for organic signatures as well, and might potentially reveal a surefire sign of an inhabited planet.

2. Life must have thrived and evolved to become multicellular, complex, and differentiated. For billions of years, life on Earth was single-celled and relatively simple, with copying errors from one generation to the next providing the overwhelming amount of variation in organisms. Wherever resources abound, the simplest organisms to first make use of them fill that ecological niche. Under most circumstances, they find a way to persist.

It's only when something changes, such as resource availability, the survivability of the environment, or from competition, that extinctions occur, leaving open the possibility for a new organism to rise to prominence. Extinction events and selection pressures gave rise to many critical evolutionary steps on Earth: DNA absorption, eukaryotic organisms, multicellularity, and sexual reproduction, among others. This could be an inevitable occurrence on a planet with life, or it could be an ultra-rare event that happened to take place many times on Earth. No lo sabemos.

Alan Chinchar's 1991 rendition of the proposed Space Station Freedom in orbit. Any civilization that . [+] creates something like this would definitely count as scientifically/technologically advanced, but inferring their existence is no more than wishful thinking at this point.

3. Intelligent life must have evolved, with the right traits to also become a technologically advanced civilization. This may be the step with the greatest uncertainty of all. It's been over 500 million years since the Cambrian explosion, and it's only over the past few hundred years that life on Earth has achieved the technologically advanced state that an extraterrestrial observer would recognize as a sign of intelligent life.

We can broadcast our presence to the Universe we can reach out beyond our home world with space probes and crewed space programs we can look and listen for other forms of intelligence in the Universe. But we have no known instances of success on this front in our Universe beyond our own planet. Life like us could be common, or we could be the only example within the limits of our observable Universe.

The Drake equation is one way to arrive at an estimate of the number of spacefaring, technologically . [+] advanced civilizations in the galaxy or Universe today. But until we know how to estimate these parameters, we're just guessing at the possible answers.

The notion that we can quantify the odds that a form of intelligent life arises in our Universe based on the scientific knowledge we have today is old: it goes back to the mid-20th century at least. Enrico Fermi, whom the famous Fermi Paradox is named after, posited that such estimates led to the notion that intelligent life in the Universe should be common, so, then, where is everyone?

The Drake equation was a famous way to parameterize our ignorance, but we still remain ignorant about the presence of alien life and alien intelligence. Hypothesized solutions have included:

  • that they're there, but we aren't listening properly,
  • that intelligent life self-destructs too quickly to maintain a technologically advanced state for very long,
  • that intelligent life is common but usually chooses isolation,
  • that Earth is purposely excluded,
  • that interstellar transmission or travel is too hard,
  • or that aliens are already here, but choose to remain hidden from us.

These proposed solutions usually leave out the most obvious option: that one or more of the three big steps is hard, and that when it comes to intelligent life in all the Universe, it's just us.

Intelligent aliens, if they exist in the galaxy or the Universe, might be detectable from a variety . [+] of signals: electromagnetic, from planet modification, or because they're spacefaring. But we haven't found any evidence for an inhabited alien planet so far. We may truly be alone in the Universe, but the honest answer is we don't know enough about the relevant probability to say so.

Our scientific discoveries have led us to a remarkable point in the quest for knowledge about our Universe. We know how big the Universe is, how many stars and galaxies are in it, and what fraction of stars are Sun-like, possess Earth-sized planets, and have planets in orbits that are potentially habitable. We know the ingredients for life are everywhere, and we know how life evolved, thrived, and gave rise to us here on Earth.

But how did life arise to begin with, and how likely is a planet to develop life from non-life? If life does arise, how likely is it to become complex, differentiated, and intelligent? And if life achieves all of those milestones, how likely is it that it becomes spacefaring or otherwise technologically advanced, and how long does such life survive if it arises? The answers may be out there, but we must remember the most conservative possibility of all. In all the Universe, until we have evidence to the contrary, the only example of life might be us.


A BOOK: TESTAMENT OF THE MAGI

With this book the mysteries of Magi, the Bethlehem Star and much more are certifiably solved. The data, still working for Jesus issues and events to this day, is fingerprint exact down to the last descriptive asteroid and Part. The book radically develops a theory about Christ’s birth first proposed in the 70s by a notable Austrian astronomer Ferrari D’Occhieppo and enlarged upon in some aspects by the British astrophysicist, David Hughes. In his The Infancy Narratives (2012) Pope Benedict cited the D’Occhieppo thesis which he thought plausible but wondered what we should make of it. What indeed when the theory was still incomplete?

This book completes the edifice to a point it could not now be improved upon or seriously rivalled….. A big claim but that is almost the problem. Many may prefer to ignore the evidence simply because it es so impossible to dismiss and of course within religion let along the secular world, there is a huge prejudice against “astrology” to the point it is almost impossible to be heard. But here is a picture that defies statistical probability, one it that couldn’t be invented. No previous theories work or not sufficiently across the range of issues that must always be addressed in advancing any claim to have discovered the holy grail of all stargazing. Arguably this book belongs to the times discussed in the article above. Secrets of the beginning of the era can perhaps only be disclosed at that same era’s end.