И когато погледнете към звездите нощем, е невероятно това, което може да видите. То е прекрасно. Но по-невероятното е това, което не можем да видим, защото това, което знаем днес е, че около всяка звезда или около почти всяка звезда, има планета, или може би няколко.
So when you look out at the stars at night, it's amazing what you can see. It's beautiful. But what's more amazing is what you can't see, because what we know now is that around every star or almost every star, there's a planet, or probably a few.
И какво е това, което тази картина не ви показва са всички планети, които познаваме там в космоса. Но когато мислим за планети, ние често мислим за отдалечени неща, които са много различни от нашата. Но сме тук на тази планета и има много неща, които са невероятни за Земята, които ние търсим на далечини и ширини да намерим неща, които са подобни. И когато търсим, ние откриваме невероятни неща. Но аз искам да ви кажа за невероятните неща тук на Земята. И това е, че всяка минута 400 паунда водород и почти 7 паунда хелий напускат Земята към космоса. И това е газ, който се освобождава и никога не се връща. Водорода, хелият и много други неща създават това, което ние наричаме земната атмосфера. Атмосферата се състои само от тези газове, които сформират тънка синя линия, това се вижда тук от Международната Космическа Станция, снимка, която няколко астронавти са направили. И тази тънка обвивка около нашата планета е това, което позволява живота да разцъфтява. То защитава нашата планета от много влияния, от метеорити и подобни. И е такъв невероятен феномен, и факта, че изчезва трябва да ви плаши, поне малко.
So what this picture isn't showing you are all the planets that we know about out there in space. But when we think about planets, we tend to think of faraway things that are very different from our own. But here we are on a planet, and there are so many things that are amazing about Earth that we're searching far and wide to find things that are like that. And when we're searching, we're finding amazing things. But I want to tell you about an amazing thing here on Earth. And that is that every minute, 400 pounds of hydrogen and almost seven pounds of helium escape from Earth into space. And this is gas that is going off and never coming back. So hydrogen, helium and many other things make up what's known as the Earth's atmosphere. The atmosphere is just these gases that form a thin blue line that's seen here from the International Space Station, a photograph that some astronauts took. And this tenuous veneer around our planet is what allows life to flourish. It protects our planet from too many impacts, from meteorites and the like. And it's such an amazing phenomenon that the fact that it's disappearing should frighten you, at least a little bit.
И този процес е това, което изучавам и се нарича атмосферно бягство. Атмосферното бягство не е специфично за планетата Земя. То е част от това, което дефинира планета, ако ме питате, защото планетите, не само тук на Земята, но в цялата вселена, може да преминат през атмосферно бягство. И по начина, по който се случва ни разказва за самите планети. Защото когато се замислите за Слънчевата система, може да си мислите за тази картина тук. И може да кажете, добре има осем планети, може би девет. И за тези от вас, които са стресирани от тази снимка, ще добавя някой за вас.
So this process is something that I study and it's called atmospheric escape. So atmospheric escape is not specific to planet Earth. It's part of what it means to be a planet, if you ask me, because planets, not just here on Earth but throughout the universe, can undergo atmospheric escape. And the way it happens actually tells us about planets themselves. Because when you think about the solar system, you might think about this picture here. And you would say, well, there are eight planets, maybe nine. So for those of you who are stressed by this picture, I will add somebody for you.
(смях)
(Laughter)
Благодарение на Нови хоризонти, ние добавяме Плуто. И това тук е, за целта на този разговор и атмосферното бягство, Плуто е планета в съзнанието ми, по същият начин, както други планети около звездите, които можем да видим са също планети. Така фундаментални характеристики на планетите включват факта, че са тела които са свързани заедно от гравитация. И това е много материал просто свързан заедно с тази привличаща се сила. И тези тела са толкова големи и имат толкова много гравитация. За това са кръгли. И когато погледнете към всичко това, включително Плуто, те са кръгли.
Courtesy of New Horizons, we're including Pluto. And the thing here is, for the purposes of this talk and atmospheric escape, Pluto is a planet in my mind, in the same way that planets around other stars that we can't see are also planets. So fundamental characteristics of planets include the fact that they are bodies that are bound together by gravity. So it's a lot of material just stuck together with this attractive force. And these bodies are so big and have so much gravity. That's why they're round. So when you look at all of these, including Pluto, they're round.
И можете да видите как гравитацията всъщност действа тук. Но друга фундаментална характеристика за планетите е това, което не виждате тук е, че звездите, Слънцето, всички планети в слънчевата система се движат в орбита. И тази фундаменталност кара атмосферата да избяга. Причината, която фундаментално звездите карат атмосферата да бяга от планетите е защото звездите предлагат на планетите частици и светлина, и топлината, които може да накара атмосферата да бяга. И ако си мислите за балон с горещ въздух, или гледате тази картина с фенери от тайландският фестивал, може да видите как горещият въздух може да изтласка газовете нагоре. И ако има достатъчно енергия и нагряване, което нашето Слънце прави, този газ, който е толкова лек и е само обвъзрзан с гравитацията, може да избяга в космоса. И това е, което всъщност кара атмосферата да избяга тук на Земята и също както и на други планети - това взаимодействие между топлината от звездите и преодоляването на гравитационната сила на планетата.
So you can see that gravity is really at play here. But another fundamental characteristic about planets is what you don't see here, and that's the star, the Sun, that all of the planets in the solar system are orbiting around. And that's fundamentally driving atmospheric escape. The reason that fundamentally stars drive atmospheric escape from planets is because stars offer planets particles and light and heat that can cause the atmospheres to go away. So if you think of a hot-air balloon, or you look at this picture of lanterns in Thailand at a festival, you can see that hot air can propel gasses upward. And if you have enough energy and heating, which our Sun does, that gas, which is so light and only bound by gravity, it can escape into space. And so this is what's actually causing atmospheric escape here on Earth and also on other planets -- that interplay between heating from the star and overcoming the force of gravity on the planet. So I've told you that it happens
И разказах ви какво се случва на скалата от 400 паунда на минута с водорода и почти седем паунда хелий. Но как изглежда това? Е дори и през 80-те, ние направихме снимки на Земята на ултравиолетова светлина използвайки Динамичният Експлорър на космическият кораб на НАСА. И тези две изображения на Земята показват това сияние на бягството на водорода изглеждат, показани в червено. И също може да видите други характеристики на кислорода и азота на този бял отблясък в този кръг показващ ви полярните сияния и също така някои струйки около тропиците. Това са картини, които убедително ни показват че нашата атмосфера не е само плътно свързана тук на Земята, но всъщност просягайки се далеч в космоса, и с алармираща скорост, мога да добавя.
at the rate of 400 pounds a minute for hydrogen and almost seven pounds for helium. But what does that look like? Well, even in the '80s, we took pictures of the Earth in the ultraviolet using NASA's Dynamic Explorer spacecraft. So these two images of the Earth show you what that glow of escaping hydrogen looks like, shown in red. And you can also see other features like oxygen and nitrogen in that white glimmer in the circle showing you the auroras and also some wisps around the tropics. So these are pictures that conclusively show us that our atmosphere isn't just tightly bound to us here on Earth but it's actually reaching out far into space, and at an alarming rate, I might add.
Но Земята не е единствената, която преминава през атмосферно бягство. Марс, най-близкият ни съсед е малко по-малък от Земята, и има малко по-малко гравитация, с която да задържа атмосферата си. И въпреки, че Марс има атмосфера можем да видим, че е доста по-тънка от тази на Земята. Просто погледнете на повърхността. Виждате кратери показващи, че не е имал атмосфера и не може да спре тези влияния. Също, можем да видим защо е "червената планета", и атмосферното бягство играе роля в това Марс да е червен. И това е защото си мислим, че Марс е имал влажно минало, и когато водата е имала достатъчно енергия, се е разградила на водород и кислород, и водородът с неговата лекота, избягва в космоса, и кислородът, който остава окислява или оръждавява земята, създавайки това познато ръждиво червено, което виждаме.
But the Earth is not alone in undergoing atmospheric escape. Mars, our nearest neighbor, is much smaller than Earth, so it has much less gravity with which to hold on to its atmosphere. And so even though Mars has an atmosphere, we can see it's much thinner than the Earth's. Just look at the surface. You see craters indicating that it didn't have an atmosphere that could stop those impacts. Also, we see that it's the "red planet," and atmospheric escape plays a role in Mars being red. That's because we think Mars used to have a wetter past, and when water had enough energy, it broke up into hydrogen and oxygen, and hydrogen being so light, it escaped into space, and the oxygen that was left oxidized or rusted the ground, making that familiar rusty red color that we see. So it's fine to look at pictures of Mars
И това е добре когато се гледа на картини на Марс да твърдим, че е имало атмосферно бягство, но НАСА има сонда, която в момента е на Марс наречена МАПЕН сателит, и всъщност задачата му е да изучава атмосферното бягство. Това е Марс Атмосферно и Променлив Еволюционен космически кораб. И резултатите от него вече са показани на подобни снимки на тези, които сте виждали тук на Земята. Ние от дълго време знаем, че Марс губи атмосфера, но сега имаме някой невероятни снимки. Тук например, може да видите пример за червените кръгове с размерите на Марс, а в синьо се вижда водорода, който бяга от планетата. И достига повече от 10 пъти размерът на планетата, достатъчно далеч, че да не е свързан с планетата. Той бяга в космоса. И ни помага да потвърдим идеите, като защо Марс е червен, от тази загуба на водород. Но водородът не е единствения газ, който изчезва. Споменах хелият на Земята както и кислорода и азота, и от МАПЕН също можем да видим кислорода да изчезва от Марс. И можем да видим това, защото е по-тежък, и не може да стигне толкова далеч колкото водорода, но все пак бяга далеч от планетата. И не може да го видите ограничен в червения кръг.
and say that atmospheric escape probably happened, but NASA has a probe that's currently at Mars called the MAVEN satellite, and its actual job is to study atmospheric escape. It's the Mars Atmosphere and Volatile Evolution spacecraft. And results from it have already shown pictures very similar to what you've seen here on Earth. We've long known that Mars was losing its atmosphere, but we have some stunning pictures. Here, for example, you can see in the red circle is the size of Mars, and in blue you can see the hydrogen escaping away from the planet. So it's reaching out more than 10 times the size of the planet, far enough away that it's no longer bound to that planet. It's escaping off into space. And this helps us confirm ideas, like why Mars is red, from that lost hydrogen. But hydrogen isn't the only gas that's lost. I mentioned helium on Earth and some oxygen and nitrogen, and from MAVEN we can also look at the oxygen being lost from Mars. And you can see that because oxygen is heavier, it can't get as far as the hydrogen, but it's still escaping away from the planet. You don't see it all confined into that red circle. So the fact that we not only see atmospheric escape on our own planet
И факта, че можем да наблюдаваме атмосферно бягство и на нашата планета, но можем да го изучаваме другаде и да изпратим космически кораб ни позволява да научим много за миналото на планетите, но и за планетите като цяло и бъдещетето на Земята. И един начин, с който всъщност можем да научим за бъдещето е с планети толкова отдалечени, че дори не можем да ги видим. И само трябва да добавя бележка преди да продължа няма да ви покажа подобни снимки на Плутон, което може да е разочароващо, но това е защото все още нямаме такива. Но мисията на Нови Хоризонти в момента е изучаването на атмосферното бягство което се губи от планетата. За това останете свързани и внимавайте за това. Но планетите, за които не исках да говоря са познати като транзитни екзопланети.
but we can study it elsewhere and send spacecraft allows us to learn about the past of planets but also about planets in general and Earth's future. So one way we actually can learn about the future is by planets so far away that we can't see. And I should just note though, before I go on to that, I'm not going to show you photos like this of Pluto, which might be disappointing, but that's because we don't have them yet. But the New Horizons mission is currently studying atmospheric escape being lost from the planet. So stay tuned and look out for that. But the planets that I did want to talk about are known as transiting exoplanets.
Всяка планета обикаляща около звезда, която не е Слънцето се нарича екзопланета, или извънслънчева планета. И тези планети, които начираме транзитни имат специална особеност ако погледнете звездата посредата, ще видите, че всъщност тя мига. И причината поради, която мига е защото има планети, които преминават около нея постоянно, и на специална ориентация където планетите блокират светлината от звездата, което ни позволява да виждаме мигаща светлина. И когато показвайки се на небосвода нощем звездата има мигащо движение, което ни помага да откриваме планети. Така ние намерихме над 5,000 планети в нашият Млечен път, и знаем че има много още, подобни на тези, които споменах.
So any planet orbiting a star that's not our Sun is called an exoplanet, or extrasolar planet. And these planets that we call transiting have the special feature that if you look at that star in the middle, you'll see that actually it's blinking. And the reason that it's blinking is because there are planets that are going past it all the time, and it's that special orientation where the planets are blocking the light from the star that allows us to see that light blinking. And by surveying the stars in the night sky for this blinking motion, we are able to find planets. This is how we've now been able to detect over 5,000 planets in our own Milky Way, and we know there are many more out there, like I mentioned. So when we look at the light from these stars,
И когато погледнем светлината от тези звезди, това, което виждаме, както казах не е планета сама по себе си, но всъщност виждате затъмняване на светлината която можем да запишем времово. И светлината намалява, когато планетата застане пред звездата, и това причинява мигането, което видяхте преди малко. И не само сме открили планетите, но ние можем да разгледаме светлината в различни дължини на вълните. И споменах наблюдаването на Земята и Марс в ултравиолетова светлина. Ако погледнем транзитните планети с телескопа Хъбъл, ние откриваме, че в ултравиолетова светлина може да видите по-голямо мигане, по-малко светлина от звездата, когато планета преминава отпред. И ние мислим, че защото имаме удължена атмосфера от водород около планетата, което я прави по-подпухнала и това блокира по-голяма част от светлината, която виждате.
what we see, like I said, is not the planet itself, but you actually see a dimming of the light that we can record in time. So the light drops as the planet decreases in front of the star, and that's that blinking that you saw before. So not only do we detect the planets but we can look at this light in different wavelengths. So I mentioned looking at the Earth and Mars in ultraviolet light. If we look at transiting exoplanets with the Hubble Space Telescope, we find that in the ultraviolet, you see much bigger blinking, much less light from the star, when the planet is passing in front. And we think this is because you have an extended atmosphere of hydrogen all around the planet that's making it look puffier and thus blocking more of the light that you see. So using this technique, we've actually been able to discover
И използвайки тази техника, ние можем да открием няколко транзитни екзопланети, които преминават през атмосферно бягство. И тези планети могат да се нарекат топлият Юпитер за някои които открихме. И това е защото тези газови планети са като Юпитер, но са толкова близко до техните звезди, около хиляди пъти по-близко в сравнение с Юпитер. И защото всичкият този лек газ е готов да избяга, и всичкото това затопляне на звездата, и има напълно катастрофални нива на атмосферно бягство. И също като 400-те паунда на минута водород, които Земята губи, за тези планети, губещи 1.3 милиарда паунда водород на всяка минута.
a few transiting exoplanets that are undergoing atmospheric escape. And these planets can be called hot Jupiters, for some of the ones we've found. And that's because they're gas planets like Jupiter, but they're so close to their star, about a hundred times closer than Jupiter. And because there's all this lightweight gas that's ready to escape, and all this heating from the star, you have completely catastrophic rates of atmospheric escape. So unlike our 400 pounds per minute of hydrogen being lost on Earth, for these planets, you're losing 1.3 billion pounds of hydrogen every minute. So you might think, well, does this make the planet cease to exist?
И може да си помислите, е добре, това прави ли планетата близко да края? И това е въпрос, който хората си задават когато погледнат нашата слънчева система, защото планетите близко до Слънцето са каменисти, а планетите по-далеч са по-големи и по-газови. Може ли да се започне с някоя като Юпитер която всъщност е близка до Слънцето, и се е оттървал от всичкият газ в нея? Сега ние мислим, че ако започнем с нещо като Юпитер, всъщност не може да приключи с Меркурий или Земята. Но ако започнем с нещо по-малко, възможно е достатъчно газ да е изчезнал което би имало значително въздействие и би оставило нещо много различно от това с което започнахме.
And this is a question that people wondered when they looked at our solar system, because planets closer to the Sun are rocky, and planets further away are bigger and more gaseous. Could you have started with something like Jupiter that was actually close to the Sun, and get rid of all the gas in it? We now think that if you start with something like a hot Jupiter, you actually can't end up with Mercury or the Earth. But if you started with something smaller, it's possible that enough gas would have gotten away that it would have significantly impacted it and left you with something very different than what you started with. So all of this sounds sort of general,
И всичко това звучи доста общо и ние можем да мислим за нашата слънчева система, но какво общо има това със Земята? Е в близкото бъдеще Слънцето ще е по-ярко. И когато това се случи нагряването, което ще грее от Слънцето ще бъде много интензивно. По същият начин, по който виждате газ да се отделя от горещия Юпитер, газ ще се отделя и от Земята. И това е към което гледаме или поне към което се подготвяме, е факта, че в близкото бъдеще, Земята ще изглежда повеча като Марс. Нашият водород, от водата ще се разгради, и ще избяга в космоса с по-голяма скорост, и ние ще сме оставени със суша, на червена планета.
and we might think about the solar system, but what does this have to do with us here on Earth? Well, in the far future, the Sun is going to get brighter. And as that happens, the heating that we find from the Sun is going to become very intense. In the same way that you see gas streaming off from a hot Jupiter, gas is going to stream off from the Earth. And so what we can look forward to, or at least prepare for, is the fact that in the far future, the Earth is going to look more like Mars. Our hydrogen, from water that is broken down, is going to escape into space more rapidly, and we're going to be left with this dry, reddish planet. So don't fear, it's not for a few billion years,
Но не се плашете, това няма да се случи в близките милиарда години, и има време, в което да се подготвим.
so there's some time to prepare.
(смях)
(Laughter)
Но аз исках да бъдете запознати с това, което престои, не само в бъдеще, но това, че атмосферното бягство се случва в момента. И има много невероятна наука, за която чувате случваща се в космоса, и планети, които са далеч, и ние изучаваме тези планети, за да научим за тези светове. Но както научаваме за Марс или екзопланетите като горещият Юпитер, ние откриваме неща като атмосферното бягство, което ни казва много повече за нашата планета тук на Земята.
But I wanted you to be aware of what's going on, not just in the future, but atmospheric escape is happening as we speak. So there's a lot of amazing science that you hear about happening in space and planets that are far away, and we are studying these planets to learn about these worlds. But as we learn about Mars or exoplanets like hot Jupiters, we find things like atmospheric escape that tell us a lot more about our planet here on Earth.
И имайте го впредвид, следващият път когато си мислите за това колко далеч е космоса.
So consider that the next time you think that space is far away.
Благодаря Ви.
Thank you.
(аплодисменти)
(Applause)