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.
Al mirar las estrellas en la noche, es increíble lo que se ve. Es hermoso. Pero lo más increíble es lo que no se puede ver, porque lo que sabemos ahora es que alrededor de cada estrella o de casi toda estrella, hay un planeta, o quizá varios.
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.
Lo que esta foto no muestra son los planetas que conocemos en el espacio. Pero al pensar en los planetas, solemos pensar en cosas lejanas muy diferentes de las nuestras. Pero aquí estamos en un planeta, y hay tantas cosas increíbles en la Tierra que estamos buscando arduamente para encontrar cosas así. Y al buscar, encontramos cosas asombrosas. Pero quiero contarles algo increíble de la Tierra. Y es que cada minuto, 180 kilos de hidrógeno y unos 3 kilos de helio emite la Tierra al espacio. Es gas que se fuga y nunca vuelve. El hidrógeno, el helio y muchas otras cosas componen lo que se conoce como atmósfera terrestre. La atmósfera son esos gases que forman la delgada línea azul que se ve desde la Estación Espacial Internacional, una foto que algunos astronautas tomaron. Y esta tenue capa alrededor del planeta permite que la vida florezca. Protege al planeta de muchos impactos de meteoritos y cosas así. Y es un fenómeno tan asombroso que el hecho de que desaparezca debería asustarlos, al menos un poco.
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.
Así que estudio este proceso llamado fuga atmosférica. La fuga atmosférica no es específica del planeta Tierra. Es parte de lo que significa ser un planeta, si me preguntan, porque los planetas, no solo la Tierra sino en todo el universo, pueden sobrellevar fugas atmosféricas. Y la forma en que eso ocurre nos habla realmente de los propios planetas. Porque si pensamos en el sistema solar, podríamos pensar en esta imagen. Y diríamos, bueno, hay ocho planetas, quizá nueve. Para quienes estén estresados por esta imagen, añadiré algo para Uds.
(Laughter)
(Risas)
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.
Cortesía de Nuevos Horizontes, incluimos a Plutón. Y esto de aquí, a fines de esta charla y de la fuga atmosférica, Plutón es un planeta en mi mente, al igual que los planetas que orbitan otras estrellas que no podemos ver también son planetas. Una de las características fundamentales de los planetas es que son cuerpos unidos por la gravedad. Mucho material unido por esta fuerza que atrae. Y estos cuerpos son muy grandes y tienen mucha gravedad. Por eso son redondos. Por eso al mirarlos, incluso Plutón, son redondos.
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.
Se puede ver que la gravedad realmente entra en juego aquí. Pero otra característica de los planetas que aquí no se ve, es su estrella, el sol, alrededor del cual orbitan todos los planetas del sistema solar. Y eso fundamentalmente guía la fuga atmosférica. Las estrellas fundamentalmente guían la fuga atmosférica de los planetas porque ofrecen a los planetas partículas, luz y calor y eso puede hacer que las atmósferas se fuguen. Si piensan en un globo de aire caliente, o miran esta foto de las linternas en Tailandia en un festival, ven que el aire caliente puede impulsar los gases hacia arriba. Y con suficiente energía y calor, algo que el sol produce, ese gas, que es tan liviano, solo retenido por la gravedad, puede escapar al espacio. Eso es lo que provoca la fuga atmosférica aquí en la Tierra y en otros planetas. Esa interacción entre el calor de la estrella y el poder de superar la fuerza de gravedad del planeta.
So I've told you that it happens 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.
Ya les conté que ocurre a una tasa de 180 kilos por minuto de hidrógeno y unos 3 kilos de helio. Pero ¿qué pinta tiene eso? Bueno, ya en los años 80, tomamos imágenes de la Tierra en ultravioleta con la nave espacial Dynamic Explorer de la NASA. Estas dos imágenes de la Tierra muestran el aspecto del resplandor de la fuga de hidrógeno, en rojo. Y también pueden ver oxígeno y nitrógeno en ese resplandor blanco en el círculo que muestra las auroras y también algunos mechones alrededor de los trópicos. Son fotos que nos muestran de manera concluyente que la atmósfera no está estrechamente unida a nosotros aquí en la Tierra sino que, en realidad, se propaga hacia el espacio, a un ritmo alarmante, podría añadir.
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.
Pero la Tierra no está sola en la fuga atmosférica. Marte, nuestro vecino más cercano, es mucho más pequeño que la Tierra, por lo que tiene mucho menos gravedad con la que mantener su atmósfera. Y, aunque Marte tiene una atmósfera, podemos ver que es mucho más delgada que la terrestre. Solo vean la superficie. Se ven cráteres que indican que no tuvo una atmósfera que pudiera detener esos impactos. Además, vemos que es el "planeta rojo", y la fuga atmosférica juega un papel en que Marte sea rojo. Por eso pensamos que Marte solía tener un pasado más húmedo, y que el agua tuvo suficiente energía y se descompuso en hidrógeno y oxígeno y el hidrógeno, al ser tan liviano, escapó al espacio y el oxígeno que quedó oxidó el suelo, generando el rojo familiar oxidado que vemos.
So it's fine to look at pictures of Mars 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.
Está bien mirar imágenes de Marte y decir que quizá ocurrió la fuga atmosférica. Pero la NASA tiene una sonda actualmente en Marte llamada satélite MAVEN, y su tarea real es estudiar la fuga atmosférica. Es Atmósfera Marciana y la nave Evolución Volátil. Y sus resultados ya han mostrado imágenes muy similares a lo visto aquí en la Tierra. Hace tiempo que sabemos que Marte estaba perdiendo su atmósfera, pero tenemos algunas imágenes impresionantes. Aquí, por ejemplo, pueden ver el círculo rojo del tamaño de Marte, y en azul se puede ver el hidrógeno que se fuga del planeta. Está llegando a más de 10 veces el tamaño del planeta, suficientemente lejos como para ya no estar vinculado a ese planeta. Se está fugando al espacio. Y esto nos ayuda a confirmar ideas, como por qué Marte es rojo a partir de ese hidrógeno perdido. Pero el hidrógeno no es el único gas perdido. Mencioné helio en la Tierra y algo de oxígeno y nitrógeno, y con MAVEN también podemos mirar el oxígeno que se pierde en Marte. Y pueden ver que dado que el oxígeno es más pesado, no puede llegar tan lejos como el hidrógeno, pero aun así se fuga del planeta. No se lo ve todo confinado a ese círculo rojo.
So the fact that we not only see atmospheric escape on our own planet 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.
Por eso ver no solo la fuga atmosférica en nuestro propio planeta sino poder estudiarla en otros sitios y enviar naves nos permite aprender sobre el pasado de los planetas pero también sobre planetas en general y sobre el futuro de la Tierra. Así que una manera de aprender sobre el futuro es mediante planetas distantes que no podemos ver. Y debería tener en cuenta, sin embargo, antes de continuar con eso, no les voy a mostrar fotos como esta de Plutón, que podrían ser decepcionantes, porque no las tenemos aún. La misión Nuevos Horizontes está estudiando la fuga atmosférica que ocurrió en Plutón. Estén atentos y esperen. Yo quería hablar de los planetas conocidos como exoplanetas en tránsito.
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.
Cualquier planeta que orbita una estrella que no sea el sol se denomina exoplaneta, o planeta extrasolar. Y estos planetas que llamamos en tránsito tienen la característica especial de que si uno mira esa estrella del medio, verá que en realidad está parpadeando. Y la razón del parpadeo es que hay planetas que pasan por delante todo el tiempo, y está en una orientación especial en la que los planetas bloquean la luz de la estrella y eso nos permite ver el parpadeo. Y examinando en las estrellas en el cielo nocturno este movimiento parpadeante, podemos encontrar planetas. Así hemos podido detectar más de 5000 planetas en nuestra propia Vía Láctea, y sabemos que hay muchos más por ahí, como he mencionado.
So when we look at the light from these stars, 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.
Así que cuando miramos la luz de estas estrellas, no vemos, como dije, al planeta en sí, sino un oscurecimiento de la luz que podemos registrar en el tiempo. Así la luz decae conforme el planeta pasa delante de la estrella, y ese es el parpadeo que vimos antes. Así que no solo detectamos los planetas Pero podemos mirar esta luz en diferentes longitudes de onda. Mencioné observar la Tierra y Marte con luz ultravioleta. Si observamos exoplanetas en tránsito con el Telescopio Espacial Hubble, encontramos que en el ultravioleta, se ve un parpadeo mucho más grande, mucho menos luz de la estrella, cuando el planeta pasa por delante. Y pensamos que se debe a una atmósfera extendida de hidrógeno alrededor del planeta que le da un aspecto más hinchado bloqueando de ese modo más luz de la que vemos.
So using this technique, we've actually been able to discover 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.
Mediante esta técnica hemos podido descubrir en realidad algunos exoplanetas en tránsito que sufren fuga atmosférica. Y estos planetas pueden denominarse Júpiteres calientes, a partir de algunos que hemos encontrado. Y eso debido a que son planetas de gas como Júpiter, pero están muy cerca de su estrella, unas cien veces más cerca que Júpiter. Y como está todo ese gas liviano listo para escapar, y todo ese calor de la estrella, existe una tasa catastrófica de fuga atmosférica. En vez de los 180 kilos por minuto de hidrógeno que pierde la Tierra, en estos planetas se pierden unos 590 millones de kg de hidrógeno por minuto.
So you might think, well, does this make the planet cease to exist? 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.
Puede que se pregunten, bueno, ¿esto hace que desaparezca el planeta? Y eso se pregunta la gente al mirar nuestro sistema solar, porque los planetas más cercanos al sol son rocosos, y los planetas más lejanos son más grandes y más gaseosos. ¿Podría haberse comenzado con algo como Júpiter que estuviera cercano al sol, y perdiera todo su gas? Ahora sabemos que si uno empieza con algo como un Júpiter caliente, no puede terminar en Mercurio o la Tierra. Pero si uno empieza con algo más pequeño, es posible que se fugara suficiente gas como para producir un impacto significativo y dejara algo muy diferente al planeta con el que empezó.
So all of this sounds sort of general, 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.
Todo esto parece algo genérico, y podríamos pensar en el sistema solar, ¿pero qué tiene que ver eso con la Tierra? Bueno, en el futuro lejano, el sol va a ser más brillante. Y conforme eso ocurra, el calor recibido del sol será muy intenso. Del mismo modo que el gas que se fuga de un Júpiter caliente, el gas saldrá de la Tierra. Y podemos esperar, o al menos prepararnos, para que en el futuro lejano, la Tierra se parezca más a Marte. Nuestro hidrógeno, del agua que se descompone, se fugará al espacio más rápidamente, y nos quedaremos con este planeta seco y rojizo.
So don't fear, it's not for a few billion years, so there's some time to prepare.
No teman, no ocurrirá hasta dentro de miles de millones de años, así que hay tiempo para prepararse.
(Laughter)
(Risas)
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.
Pero quería que estuvieran al tanto de lo que ocurrirá no solo en el futuro, sino que la fuga atmosférica ocurre mientras hablamos. Hay mucha ciencia asombrosa que uno oye que ocurre en el espacio y planetas muy distantes, y estudiamos estos planetas para aprender sobre estos mundos. Pero conforme aprendemos sobre Marte o exoplanetas como Júpiteres calientes, encontramos cosas como fugas atmosféricas que nos dicen mucho más sobre nuestro planeta Tierra.
So consider that the next time you think that space is far away.
Tengan en cuenta eso la próxima vez que piensen que el espacio es lejano.
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)