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.
Gece gökyüzünde yıldızlara baktığınızda görebildiğiniz inanılmazdır. Güzeldir. Ancak daha da inanılmaz olan göremediğiniz şeylerdir çünkü artık biliyoruz ki her yıldızın ya da neredeyse her yıldızın çevresinde bir ya da birkaç gezegen bulunuyor.
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.
Yani bu resmin göstermediği şey uzayda varlığını bildiğimiz bütün gezegenler. Ancak gezegenleri düşündüğümüzde, çok uzaklardaki şeyleri düşünürüz kendi gezegenimizden farklı olanları. Anca biz de bir gezegendeyiz ve Dünya hakkında o kadar çok inanılmaz şey var ki benzerini bulmak için çok uzak ve enginlere bakıyoruz. Ve araştırdıkça da şahane şeyler buluyoruz. Ama ben size Dünya'da olan şahane bir şeyi anlatmak istiyorum. Bu da her dakika 180 kilo hidrojen ve neredeyse üç kilo helyumun Dünya'dan uzaya kaçması. Ve bu gaz çıkıyor ve asla geri gelmiyor. Hidrojen, helyum ve bir çok şey Dünya'nın atmosferi olarak bilinen şeyi oluşturuyor. Atmosfer sadece bu ince mavi çizgiyi oluşturan gazlar, burada Uluslararası Uzay İstasyonu'ndan astronotların çektiği fotoğrafta görünüyor. Gezegenimizin çevresindeki bu incecik kisve hayatın gelişmesini sağlayan şey. Gezegenimizi çok fazla çarpışma, meteor ve benzerlerinden koruyor. O kadar şahane bir görüngü ki kayboluyor olduğu gerçeği bir nebze de olsa sizi korkutmalı.
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.
Benim incelediğim şey de bu süreç ve buna atmosferik kaçış deniyor. Atmosferik kaçış sadece Dünya gezegenine özgü değil. Bana sorarsanız gezegen olmanın bir parçası bu çünkü sadece Dünya değil evrendeki bütün gezegenler atmosferik kaçış yaşayabilir. Bunun gerçekleşme şekli de gezegenler hakkında çok şey söylüyor. Çünkü güneş sistemini düşündüğünüzde bu resmi düşünebilirsiniz. Ve sekiz ya da dokuz gezegen olduğunu söyleyebilirsiniz. Bu resme tahammül edemeyenler, sizin için birini ekleyeceğim.
(Laughter)
(Gülüşmeler)
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.
New Horizons izniyle, Pluto'yu ekliyoruz. Buradaki şey şu ki bu konuşma ve atmosferik kaçışı açıklamak için Pluto benim aklımda bir gezegen, yıldızların çevresinde göremediğimiz gezegenlerin de gezegen olması gibi. Gezegenlerin temel niteliği onların yer çekimi tarafından bir arada tutulan kitleler olduğudur. Yani bu çekici kuvvet tarafından bir arada tutulan bir çok metaldir. Bu kitleler oldukça büyük ve yüksek çekime sahipler. Yuvarlak olmaları bu yüzden. Bütün bunlara baktığınızda Pluto da dahil hepsi yuvarlak.
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.
Burada yer çekiminin işbaşında olduğunu görebilirsiniz. Ancak gezegenlerin diğer bir temel niteliği de burada görmediğiniz şeydir ve bu da yıldızdır, yani Güneş, güneş sistemindeki gezegenlerin etrafında döndüğü şey. Atmosferik kaçışı ortaya çıkaran da temelde bu. Yıldızların temel olarak gezegenlerde atmosferik kaçışı oluştumasının sebebi yıldızların gezegenlere parçacık, ışık ve sıcaklık vermesidir bu da atmosferin kaçmasına sebep olabilir. Bir sıcak hava balonunu düşünürseniz ya da Tayland'da bir festivalden bu fener resmine bakarsanız sıcak havanın gazları yukarı itebileceğini görürsünüz. Yeterli enerji ve sıcaklık varsa ki Güneşimizde var çok hafif olan ve sadece yer çekimiyle bağlı bu gaz uzaya doğru kaçabilir. Atmosferik kaçışa sebep olan şey aslında budur, burada Dünya'da ve diğer gezegenlerde de, yıldızdan gelen sıcaklık ve gezegendeki yer çekim kuvveti arasındaki etkileşim.
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.
Bunun hidrojen için dakikada 180 kilo ve helyum için de dakikada neredeyse üç kilo olduğunu söylemiştim. Peki bu nasıl görünüyor? 80'li yıllarda bile NASA'nın Dynamix Explorer aracı ile Dünya'nın kızılötesi fotoğraflarını çektik. Dünya'nın bu iki görüntüsü kaçan hidrojen parıltısının nasıl durduğunu gösteriyor - kırmızıyla gösterilen. Ayrıca oksijen ve nitrojen gibi diğer özellikleri de görebilirsiniz bu beyaz ışıltıda arorayı gösteren bu halkada ve dönence etrafındaki bu demette. Bu resimler kesin olarak gösteriyor ki atmosferimiz sadece Dünya'nın çevresine sarılı değil aynı zamanda uzay boşluğuna da uzanıyor korkutucu bir hızda olduğunu da eklemeliyim.
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.
Ancak Dünya atmosferik kaçış yaşamakta yalnız değil. En yakın komşumuz Mars, Dünya'dan çok daha küçük ve atmosferine tutunmak için de daha az yer çekimine sahip. Her ne kadar Mars'ta bir atmosfer olsa da bunun Dünya'dan çok daha ince olduğunu görebiliriz. Sadece yüzeye bakın. Çarpmaları önleyecek bir atmosfer olmadığını gösteren kraterleri görüyorsunuz. Ayrıca, bunun "kırmızı gezegen" olduğunu görüyoruz ve atmosferik kaçış Mars'ın kırmızı olmasında etkili. Sebeb olarak düşüncemiz şu: Mars'ın daha ıslak bir geçmişi vardı ve su yeterince enerjiye sahip olunca hidrojen ve oksijene ayrıştı ve çok hafif olan hidrojen uzay boşluğuna kaçtı ve geride kalan oksijen okside oldu ve zemine çöktü, gördüğümüz tanıdık paslı kırmızı renge dönüştü.
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.
Mars resimlerine bakıp muhtemelen atmosferik kaçışın yaşandığını söylemek mümkün ancak NASA'nın halihazırda Mars'ta çalışan MAVEN adlı bir sondası var ve bunun asıl görevi atmosferik kaçışı incelemek. Mars Atmosfer ve Uçucu Evrim uzay aracı (MAUEM). Gönderdiği sonuçlar şimdiden Dünya'da gördüğümüze benzer resimler ortaya koydu. Mars'ın atmosferini kaybettiğini çoktandır biliyorduk yine de çok çarpıcı görüntüler var. Örnek olarak, burada, kırmızı halkada Mars'ın boyutunu görebilirsiniz ve mavi halkada gezegenden kaçan hidrojeni görebilirsiniz. Gezegenin boyutundan 10 kat daha geniş alana ulaşıyor gezegenle bağlantısını koparacak kadar uzağa. Uzay boşluğuna kaçıyor. Bazı fikirleri doğrulamada yardımcı oluyor Mars'ın kırmızı olmasının sebebi: hidrojen kaybı. Ancak kaybolan tek gaz hidrojen değil. Dünya'daki helyumdan ve biraz oksijen ve nitrojenden bahsettim ve MAVEN ile Mars'ta kaybolan oksijen miktarına bakabiliriz. Oksijen daha ağır olmasından dolayı hidrojen kadar hızlı çıkamadığını yine de gezegenden kaçtığını görebilirsiniz. Kırmızı halkaya sınırlı olmadığını görüyorsunuz.
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.
Atmosferik kaçışın sadece kendi gezegenimizde değil diğer gezegenlerde de inceleyebilmemiz ve uzay aracı gönderebilmemiz gezegenlerin yalnızca geçmişini değil genel olarak gezegenler ve Dünya'nın geleceği hakkında bilgi edinmeyi sağlıyor. Gelecek hakkında gerçekten bilgi edinmenin bir yolu göremediğimiz kadar uzakta olan gezegenlerdir. Buna geçmeden önce belirtmeliyim ki size bunun gibi moral bozucu olabilecek Pluto resimleri vermeyeceğim çünkü henüz onlara sahip değiliz. Ancak New Horizons görevi şu anda gezegenden kaybolan atmosferik kaçışı inceliyor. Bizimle kalın ve bakar olun! Hakkında konuşmak istemediğim gezegenler geçişen dış gezegen olarak biliniyor.
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.
Yani bizim Güneşimiz dışında herhangi bir yıldızı yörüngesindeki gezegenler dış gezegen ya da güneş dışı gezegen oluyor. Geçişen olarak adlandırılan bu gezegenler özel bir niteliğe sahip - ortadaki yıldıza bakarsanız aslında yanıp söndüğünü göreceksiniz. Yanıp sönmesinin sebebi de sürekli önünden geçen giden gezegenlerin olması ve gezegenlerin yıldızdan gelen ışığa engel olduğu bu özel durum bizim yanıp sönmeyi görmemizi sağlıyor. Gece göğünde yıldızları bu yanıp sönme hareketi için inceleyerek gezegenleri bulabiliyoruz. Kendi samanyolumuzdaki beş bin üzerindeki gezegeni bu şekilde bulabildik, söylediğim gibi, daha fazlasının olduğunu da böyle biliyoruz.
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.
Bu yıldızlardan gelen ışığa baktığımızda gördüğümüz şey, dediğim gibi, gezegenin kendisini değil, ancak zaman içinde kaydedilebilecek bir ışık kararmasını görüyorsunuz. Gezegenler önünden geçtikçe ışık kısılıyor ve işte bu daha önce gördüğünüz yanıp sönme. Sadece gezegenleri tespit etmiyoruz bu ışığa farklı dalga boyutlarından da bakabiliyoruz. Dünya ve Mars'a kızılötesi ışıkta bakmaktan bahsetmiştim. Eğer Hubble Uzay Teleskobu ile geçişen dış gezegenlere bakarsak kızılötesi ışıkta görüyoruz ki gezegen yıldızın önünden geçerken daha fazla yanıp sönme ve yıldızdan daha az ışık olduğunu görüyoruz. Bunun gezegenin etrafında uzanan ve onu daha şişkin hale getiren hidrojen atmosferinden dolayı olduğunu ve böylece gördüğünüzün ışığı daha da engellediğini düşünüyoruz.
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.
Bu tekniği kullanarak, atmosferik kaçış yaşayan birkaç geçişen dış gezegen bulmayı başardık. Ve bulduğumuz gezegenlerden bazıları sıcak Jüpiter olarak adlandırılabilir. Bunun sebebi onların Jüpiter gibi gaz gezegeni olması ancak yıldızlarına çok daha yakınlar, Jüpiter'den yüz kat daha fazla. Kaçmaya hazır olan bütün bu hafif gazlardan ve yıldızdan gelen bütün sıcaklıktan dolayı tamamen yıkıcı oranda atmosferik kaçış oluyor. Dünya'da kaybolan dakikada 180 kilo hidrojen oranı aksine bu gezegenlerde her dakika 590 milyon kilo hidrojen kaçışı oluyor.
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.
Bu gezegenin varlığına son verir mi diye sorabilirsiniz. İnsanlar güneş sistemimize baktığında merak edilen sorulardan birisi bu, çünkü Güneşe yakın gezegenler taşlı ve uzak olan gezegenler daha büyük ve daha gazlı. Jüpiter gibi Güneşe gerçekten yakın olan bir gezegenle başlayıp bütün gazdan kurtulabilir misiniz? Şimdi düşünüyoruz ki, sıcak Jüpiter gibi bir şeyle başlarsanız Merkür ya da Dünya gibi bir şeye ulaşamazsınız. Ancak daha küçük bir şeyle başlarsanız gezegeni belirgin şekilde etkileyecek kadar gazın kaçması ve başladığınızdan çok farklı bir gezegene sahip olmanız mümkün olur.
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.
Bütün bunlara kulağa çok genel geliyor ve güneş sistemimiz hakkında düşünebiliriz ancak bunun Dünya ile ilgisi nedir? Yakın gelecekte Güneş daha parlak hale gelecek. Bu olurken Güneş'ten aldığımız sıcaklık çok yoğun bir hale gelecek. Sıcak Jüpiter'den gazın uçmasını gördüğünüz gibi gaz Dünya'dan dışarı çıkacak. Yani bekleyebileceğimiz ya da hazırlanabileceğimiz şey yakın gelecekte Dünya'nın Mars'a daha çok benzeyecek olması. Ayrışan sudan çıkan hidrojenimiz uzay boşluğuna daha hızlı kaçacak, biz de bu kuru ve kırmızımsı gezegenle baş başa kalacağız.
So don't fear, it's not for a few billion years, so there's some time to prepare.
Korkmayın, daha birkaç milyar yıl daha var yani hazırlanmaya vaktimiz çok.
(Laughter)
(Gülüşmeler)
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.
Ancak neler olduğunun farkında olmanızı istiyorum sadece gelecekte değil, atmosferik kaçış biz konuşurken dahi oluyor. Uzayda ve çok uzaktaki gezegenlerde olduğunu duyduğunuz çokça muhteşem bilimsel olay var ve biz bu Dünyaları öğrenmek için bu gezegenleri inceliyoruz. Ancak Mars ya da sıcak Jüpiter benzeri dış gezegenler hakkında öğrendikçe atmosferik kaçış gibi bize gezegenimiz Dünya hakkında daha çok bilgi veren şeyler buluyoruz.
So consider that the next time you think that space is far away.
Uzayın çok uzakta olduğunu bir daha düşündüğünüzde bunu hatırlayın.
Thank you.
Teşekkürler.
(Applause)
(Alkış)