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.
Када погледате у звезде ноћу, невероватно је оно што видите. Предивно је. Међутим, још је невероватније оно што не можете видети, јер оно што сада знамо је да око сваке звезде, или скоро сваке звезде постоји планета, или, вероватније, неколико планета.
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.
Тако да вам ова слика не приказује све планете за које знамо да се налазе у свемиру. Међутим, када размишљамо о планетама, често мислимо о удаљеним стварима које се разликују од наше планете. Међутим, ево нас на једној планети, а толико је невероватних ствари везаних за Земљу да претражујемо уздуж и попреко да бисмо нашли сличне ствари. А док тражимо, налазимо невероватне ствари. Међутим, желим да вам говорим о невероватној ствари овде, на Земљи, а то је да сваке минуте 180 килограма водоника и око 3 килограма хелијума оде из Земљине атмосфере у свемир. А ово је гас који оде и никада се не врати. Тако, водоник, хелијум и многе друге ствари чине оно што је познато као Земљина атмосфера. Атмосфера су само ови гасови који формирају танку плаву линију која се може видети овде, са Интернационалне свемирске станице, на фотографији коју је направио неки астронаут. А овај танани прекривач око наше планете је оно што омогућава да се живот развија. Он штити нашу планету од превеликог броја удара, од метеорита и сличних ствари. То је толико невероватна појава да би чињеница да нестаје требало да вас уплаши, макар мало.
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.
Дакле, ово је процес који проучавам и зове се нестанак атмосферских гасова. Нестанак атмосферских гасова није специфичан само за планету Земљу. То је део живота планета, ако ме питате, јер планете, не само овде на Земљи, већ и широм свемира, могу да прођу кроз процес нестанка атмосферских гасова, а начин на који се то дешава нам заправо говори о самим планетама. Зато што када размишљате о Сунчевом систему, можете помислити на ову слику овде и рећи: „Па, постоји осам планета, можда девет.“ За оне међу вама које стресира ова слика, додаћу неког га вас.
(Laughter)
(Смех)
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.
Захваљујући „Новим хоризонтима“, укључујемо Плутона. Ствар је у томе да, у сврху овог говора и нестанка атмосферских гасова, замишљам Плутон као планету, на исти начин као што су планете око других звезда које не видимо такође планете. Дакле, основне карактеристике планета укључују чињеницу да су тела које везује гравитација. То је пуно материјала који на окупу држи сила која привлачи. А ова тела су тако велика и имају огромну гравитацију. Зато су округла. Тако, када их све погледате, укључујући и Плутонa, оне су округле.
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.
Можете да видите да гравитација има значајну улогу овде. Мађутим, друга значајна особина везана за планете је оно што не видите овде, а то је звезда, Сунце, око ког круже све планете у соларном систему. А то у основи покреће нестанак атмосферских гасова. Разлог због ког звезде у основи покрећу губитак атмосферских гасова са планета је што звезде планетама дају честице, светло и топлоту. што може проузроковати да атмосфере нестају. Тако, ако размишљате о балону за летење или погледате слику светиљки на Тајланду, на фестивалу, можете видети да топао ваздух може да покрене гасове навише. Ако имате довољно енергије и топлоте, што Сунце има, тај гас, који је веома лак и који везује само гравитација, може отићи у свемир. Тако ово узрокује нестанак атмосферских гасова на Земљи, али и на другим планетама - то узајамно дејство топлоте са звезде и савладавања силе гравитације на планети.
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.
Рекла сам вам да се то дешава тако да у минути одлази 180 килограма водоника и око 3 килограма хелијума. Међутим, како то изгледа? Па, још смо у осамдесетима правили слике Земље уз помоћ ултраљубичастих зрака, користећи летелицу „Динамични истраживач“ која припада НАСИ. Тако ове две слике Земље приказују како изгледа одсјај водоника који одлази црвеном бојом. Можете видети и друге особине, као што су кисеоник и азот, у белом светлуцању у кругу који вам показује поларну светлост, као и прстенове око тропских крајева. Дакле, ово су слике које нам дефинитивно показују да наша атмосфера није једноставно чврсто повезана са нама на Земљи, већ заправо одлази далеко у свемир, и то алармантно брзо, могла бих да додам.
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.
Међутим, Земља није једина која пролази кроз губитак атмосферских гасова. Марс, наш најближи сусед, знатно је мањи од Земље, те има мању гравитацију којом би држао своју атмосферу. Дакле, иако Марс има атмосферу, можемо видети да је много тања од Земљине. Само погледајте његову површину. Видите кратере који указују на то да није имао атмосферу која би спречила ове ударе. Такође, видимо да је „црвена планета“, а губитак атмосферских гасова игра улогу у томе што је Марс црвен. То је зато што мислимо да је Марс у прошлости имао више воде, а када је вода добила довољно енергије, поделила се на водоник и кисеоник, а пошто је водоник лак, отишао је у свемир, а кисеоник који је преостао је оксидирао или кородирао земљиште, стварајући препознатљиву црвену боје рђе коју видимо.
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.
У реду је гледати слике Марса и рећи да се вероватно десио нестанак атмосферских гасова, али НАСА има сонду која је тренутно на Марсу под именом сателит Мејвен, а њен посао је да проучава нестанак атмосферских гасова. То је свемирска летелица за проучавање Марсове атмосфере и еволуције испарења, а њени резултати су већ приказали слике које су веома сличне ономе што видите на Земљи. Одавно знамо да је Марс губио атмосферу, али имамо неке невероватно слике. Овде, на пример, можете да видите црвени круг величине Марса, а плавом бојом је обележен водоник који одлази од ове планете. Дакле, он досеже у даљину више од 10 пута величине планете, довољно далеко да више није везан за ову планету. Одлази у свемир, а ово нам помаже да потврдимо идеје као зашто је да је Марс црвен због тог изгубљеног водоника. Међутим, водоник није једини гас који се губи. Поменула сам хелијум на Земљи и неку количину кисеоника и азота, а кроз Мејвен можемо и да посматрамо кисеоник који се губи на Марсу. Можете видети и да, зато што је кисеоник тежи, не може да стигне далеко као водоник, али и даље одлази са планете. Не видите да је сав затворен у том црвеном кругу.
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.
Чињеница да не само да видимо нестанак атмосферских гасова на нашој планети, већ и да то можемо да проучавамо на другим местима и да пошаљемо летелицу, омогућила нам је да разумемо прошлост планета, али и планете уопште и будућност Земље. Дакле, један од начина да заправо разумемо будућност је преко толико удаљених планета да их не можемо видети. Требало би да напоменем, пре него што пређем на то, нећу вам показати слике као што је ова слика Плутона, што вас може разочарати, али то је зато што их још увек немамо. Међутим, мисија „Нови хоризонти“ тренутно проучава нестанак атмосферских гасова који се губе са планете. Останите у току и припазите на то. Међутим, планете о којима сам желела да говорим познате су као транзиционе егзопланете.
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.
Тако, свака планета која кружи око звезде која није наше Сунце назива се егзопланета или екстрасоларна планета. Ове планете које називамо транзиционим имају посебну особину да, ако погледате звезду у средини, видећете да заправо светлуца. Разлог због чега светлуца је тај што постоје планете које све време пролазе испред, а то се дешава под посебним углом под којим планете блокирају светлост звезде, што нам дозвољава да видимо то треперење светла, а кроз истраживање звезда на ноћном небу ради овог треперавог кретања можемо да пронађемо планете. На овај начин смо сада успели да откријемо преко 5 000 планета у нашем Млечном путу, а знамо да их има и пуно више, као што сам поменула.
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.
Тако, када гледамо у светлост ових звезда, оно што видимо, као што рекох, није сама планета, већ заправо видите затамњивање светлости које можемо да забележимо у времену. Дакле, светло опада док се планета губи испред звезде и то је то светлуцање које сте раније видели. Значи, не само да можемо приметити планете, већ можемо да посматрамо светло кроз различите таласне дужине. Поменула сам посматрање Земље и Марса помоћу ултраљубичасте светлости. Ако погледамо у транзитне егзопланете помоћу свемирског телескопа Хабл, откивамо да помоћу ултаљубичастог светла видите много јаче треперење, знатно мање светла са звезде када планета пролази испред. Мислимо да је разлог томе јер имате проширену атмосферу водоника свуда око планете која чини да изгледа пуније и тако блокира више светла које видите.
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.
Тако, користећи ову технику, заправо смо успели да откријемо неколико транзитних егзопланета које пролазе кроз губљење атмосфере, а ове се планете могу назвати врелим јупитерима, према онима које смо пронашли. То је због тога што су то планете од гаса као и Јупитер, али су преблизу својим звездама, око стотину пута ближе од Јупитера, а због тога што постоји сав овај лак гас који је спреман да побегне, као и сва ова топлота звезде, долази до потпуно катастрофалних стопа гасова који напуштају атмосферу. Уместо 180 килограма водоника који се у свакој минути губи на Земљи, за ове планете важи да губите 500 милиона килограма водоника у свакој минути.
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.
Можда помислите: „Да ли због овога планета престаје да постоји?“ Ово је питање које су људи постављали када су посматрали наш Сунчев систем јер су планете које су ближе Сунцу стеновите, а планете које су удаљеније су веће и гасовитије. Да ли сте могли да кренете од нечега као што је Јупитер који је заправо близу Сунца и отарасите се гаса у њему? Сада мислимо да, ако кренете од нечега што је врело као Јупитер, заправо не можете завршити са Меркуром или Земљом. Међутим, ако кренете од нечега мањег, могуће је да би довољно гаса отишло да би то значајно утицало на то и оставило вас са нечим другачијим од онога од чега сте кренули.
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.
Све ово звучи некако опште и можемо размишљати о Сунчевом систему, али у каквој је то вези са нама на Земљи? Па, у далекој будућности, Сунце ће постати сјајније и док се то дешава, топлота која долази до нас од Сунца постаће веома интензивна. На исти начин на који видите да гас одлази са врелог Јупитера, одлазиће и са Земље. Тако, оно чему се можемо радовати или се бар припремити на то је чињеница да ће у далекој будућности Земља много више изгледати као Марс. Наш водоник, од воде која се разлаже, одлазиће у свемир много брже, а нама ће остати ова сува, црвенкаста планета.
So don't fear, it's not for a few billion years, so there's some time to prepare.
Немојте се бојати, ово неће бити још неколико милијарди година, па има времена за припрему.
(Laughter)
(Смех)
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.
Ипак, желела сам да будете свесни онога што се дешава, не само у будућности, већ се губитак атмосферских гасова дешава док причамо о њему. Постоји много невероватних научних ствари за које чујете да се дешавају у свемиру и на планетама које су удаљене, а ми их проучавамо да бисмо сазнали о овим световима. Међутим, док сазнајемо ствари о Марсу и егзопланетама као што су врели jупитери, наилазимо на ствари као што је губитак атмосферских гасова које нам говоре много више о нашој планети овде на Земљи.
So consider that the next time you think that space is far away.
Зато узмите то у обзир следећи пут када мислите да је свемир удаљен.
Thank you.
Хвала вам.
(Applause)
(Аплауз)