1
00:00:00,760 --> 00:00:03,380
Als je 's nachts naar de sterren kijkt,

2
00:00:03,380 --> 00:00:05,426
is het verbazingwekkend wat je ziet.

3
00:00:05,426 --> 00:00:06,696
Het is mooi.

4
00:00:06,720 --> 00:00:09,816
Maar wat nog verbazingwekkender is,
is wat je niet ziet.

5
00:00:09,840 --> 00:00:11,216
We weten nu

6
00:00:11,240 --> 00:00:14,616
dat bij elke ster, of vrijwel elke ster,

7
00:00:14,640 --> 00:00:15,896
een planeet zit,

8
00:00:15,920 --> 00:00:17,240
en waarschijnlijk meerdere.

9
00:00:18,120 --> 00:00:20,216
Dus wat dit plaatje je niet laat zien,

10
00:00:20,240 --> 00:00:22,376
zijn alle planeten die we kennen

11
00:00:22,400 --> 00:00:23,800
daar in het heelal.

12
00:00:24,280 --> 00:00:27,496
Wanneer we denken aan planeten,
denken we snel aan dingen ver weg

13
00:00:27,520 --> 00:00:29,526
die erg anders zijn
dan wat we hier kennen.

14
00:00:29,526 --> 00:00:31,816
Maar hier zijn we op een planeet

15
00:00:31,840 --> 00:00:35,136
en er zijn zo veel dingen
die verbazingwekkend zijn aan de Aarde

16
00:00:35,160 --> 00:00:39,276
dat we oneindig ver zoeken
naar dingen die daarop lijken.

17
00:00:39,360 --> 00:00:42,856
En tijdens onze zoektocht
vinden we verbazingwekkende dingen.

18
00:00:42,880 --> 00:00:47,096
Maar ik wil jullie vertellen
over iets verbazingwekkends hier op Aarde.

19
00:00:47,120 --> 00:00:49,856
En dat is dat per minuut

20
00:00:49,880 --> 00:00:52,296
zo'n 180 kilo waterstof

21
00:00:52,320 --> 00:00:54,936
en drie kilo helium

22
00:00:54,960 --> 00:00:57,800
van de Aarde ontsnappen, het heelal in.

23
00:00:58,800 --> 00:01:02,540
Deze gassen verdwijnen
en komen nooit meer terug.

24
00:01:03,440 --> 00:01:06,456
Waterstof, helium en nog wat dingen

25
00:01:06,480 --> 00:01:09,336
vormen samen de atmosfeer van de Aarde.

26
00:01:09,360 --> 00:01:13,176
De atmosfeer is niet meer dan gassen
die deze dunne blauwe lijn vormen,

27
00:01:13,200 --> 00:01:16,416
zoals hier te zien
vanaf het International Space Station

28
00:01:16,440 --> 00:01:18,680
op een foto gemaakt door astronauten.

29
00:01:19,200 --> 00:01:22,576
En deze ijle fineerlaag om onze planeet

30
00:01:22,600 --> 00:01:24,936
is waardoor het leven hier goed gedijt.

31
00:01:24,960 --> 00:01:27,816
Het beschermt onze planeet
tegen al te veel inslagen

32
00:01:27,840 --> 00:01:29,856
van meteorieten en dergelijke.

33
00:01:29,880 --> 00:01:33,656
En het is zo'n verbazingwekkend fenomeen

34
00:01:33,680 --> 00:01:38,066
dat het feit dat het aan het verdwijnen is
je zorgen zou moeten baren.

35
00:01:38,066 --> 00:01:39,560
Op z'n minst een beetje.

36
00:01:40,160 --> 00:01:42,830
Ik bestudeer dit proces

37
00:01:42,830 --> 00:01:45,180
van ontsnapping uit de atmosfeer.

38
00:01:46,680 --> 00:01:51,256
Ontsnapping uit de atmosfeer
is niet specifiek iets van de Aarde.

39
00:01:51,280 --> 00:01:55,016
Het is volgens mij
inherent aan planeet-zijn,

40
00:01:55,040 --> 00:01:59,310
omdat planeten, niet alleen de Aarde
maar overal in het universum,

41
00:01:59,310 --> 00:02:01,976
onderhevig kunnen zijn
aan ontsnapping uit de atmosfeer.

42
00:02:02,000 --> 00:02:07,400
En de manier waarop dat gebeurt,
vertelt ons iets over de planeet zelf.

43
00:02:07,920 --> 00:02:10,576
Als je denkt aan het zonnestelsel,

44
00:02:10,600 --> 00:02:12,640
denk je wellicht aan dit plaatje.

45
00:02:13,800 --> 00:02:17,170
En dan zeg je dat er acht planeten zijn,
of misschien negen.

46
00:02:17,170 --> 00:02:19,946
Voor degenen die zich bij dit plaatje
ongemakkelijk voelen,

47
00:02:19,946 --> 00:02:21,136
voeg ik wat toe.

48
00:02:21,160 --> 00:02:22,376
(Gelach)

49
00:02:22,400 --> 00:02:25,280
Met dank aan New Horizons
tellen we Pluto mee.

50
00:02:26,160 --> 00:02:27,766
Voor het doel van deze talk

51
00:02:27,766 --> 00:02:30,136
en het fenomeen
van ontsnapping uit de atmosfeer

52
00:02:30,160 --> 00:02:32,176
is Pluto een planeet,

53
00:02:32,200 --> 00:02:36,136
net zoals planeten om andere sterren
die we niet kunnen zien

54
00:02:36,160 --> 00:02:37,936
ook planeten zijn.

55
00:02:37,960 --> 00:02:40,656
Een fundamentele eigenschap van planeten

56
00:02:40,680 --> 00:02:43,050
is dat het lichamen zijn

57
00:02:43,050 --> 00:02:45,536
die bij elkaar gehouden worden
door zwaartekracht.

58
00:02:45,560 --> 00:02:48,056
Het is een hoop materiaal
aan elkaar geklonterd

59
00:02:48,080 --> 00:02:49,680
door deze aantrekkingskracht.

60
00:02:50,140 --> 00:02:53,196
Deze lichamen zijn enorm groot
en hebben heel veel zwaartekracht.

61
00:02:53,196 --> 00:02:54,440
Daardoor zijn ze rond.

62
00:02:54,440 --> 00:02:56,116
Als je naar al deze planeten kijkt,

63
00:02:56,116 --> 00:02:57,296
inclusief Pluto,

64
00:02:57,320 --> 00:02:58,520
dan zijn ze rond.

65
00:02:59,000 --> 00:03:01,506
Je kunt dus zien dat er zwaartekracht is.

66
00:03:01,760 --> 00:03:05,056
Een andere eigenschap van planeten

67
00:03:05,080 --> 00:03:06,816
kun je hier niet zien.

68
00:03:06,840 --> 00:03:09,416
Dat is de ster, de Zon,

69
00:03:09,440 --> 00:03:12,560
waar alle planeten
in het zonnestelsel omheen draaien.

70
00:03:13,200 --> 00:03:16,920
En dat is de oorzaak
van ontsnapping uit de atmosfeer.

71
00:03:17,760 --> 00:03:23,096
De reden dat sterren ontsnapping
uit de atmosfeer veroorzaken,

72
00:03:23,120 --> 00:03:28,496
is dat sterren aan planeten
deeltjes en licht en warmte bieden

73
00:03:28,520 --> 00:03:31,616
die de atmosfeer kunnen laten verdwijnen.

74
00:03:31,640 --> 00:03:33,456
Als je denkt aan een heteluchtballon

75
00:03:33,480 --> 00:03:37,616
of je kijkt naar deze foto
van lantaarns op een festival in Thailand,

76
00:03:37,640 --> 00:03:41,136
kun je zien dat warme lucht
gassen naar boven laat gaan.

77
00:03:41,160 --> 00:03:43,416
En als je genoeg energie en warmte hebt,

78
00:03:43,440 --> 00:03:44,776
zoals onze Zon,

79
00:03:44,800 --> 00:03:48,696
dan kan het gas, wat erg licht is
en alleen gebonden is door zwaartekracht,

80
00:03:48,720 --> 00:03:50,480
ontsnappen naar het heelal.

81
00:03:51,600 --> 00:03:55,536
Dit is wat ontsnapping
uit de atmosfeer veroorzaakt,

82
00:03:55,560 --> 00:03:58,256
zowel op Aarde als op andere planeten --

83
00:03:58,280 --> 00:04:00,976
dit samenspel tussen
opwarming door de ster

84
00:04:01,000 --> 00:04:04,320
en het overwinnen
van de zwaartekracht van de planeet.

85
00:04:05,000 --> 00:04:06,736
Ik heb je verteld dat dit gebeurt

86
00:04:06,760 --> 00:04:10,096
met een snelheid van 180 kilo
per minuut voor waterstof

87
00:04:10,120 --> 00:04:12,200
en drie kilo per minuut voor helium.

88
00:04:13,040 --> 00:04:14,696
Maar hoe ziet dat er dan uit?

89
00:04:14,720 --> 00:04:16,536
Al in de jaren 80

90
00:04:16,560 --> 00:04:18,296
fotografeerden we de Aarde

91
00:04:18,320 --> 00:04:22,526
in het ultraviolette spectrum met
de Dynamic Explorer-satelliet van NASA.

92
00:04:22,720 --> 00:04:24,536
Deze twee foto's van de Aarde

93
00:04:24,560 --> 00:04:28,230
laten zien hoe de gloed
van ontsnappend waterstof eruitziet.

94
00:04:28,230 --> 00:04:29,596
Dat is de rode gloed.

95
00:04:29,600 --> 00:04:33,216
Je kunt ook andere dingen zien,
zoals zuurstof en stikstof

96
00:04:33,240 --> 00:04:34,696
in dat witte schijnsel

97
00:04:34,720 --> 00:04:37,056
in de ring met het noorderlicht

98
00:04:37,080 --> 00:04:39,976
en ook wat slierten bij de evenaar.

99
00:04:40,000 --> 00:04:43,016
Dit zijn foto's
die onomstotelijk laten zien

100
00:04:43,040 --> 00:04:46,736
dat onze atmosfeer niet alleen
gebonden is aan ons hier op Aarde,

101
00:04:46,760 --> 00:04:50,376
maar dat het ver het heelal in gaat.

102
00:04:50,400 --> 00:04:52,320
En in een alarmerend tempo.

103
00:04:53,080 --> 00:04:56,896
Niet alleen de Aarde
heeft last van deze ontsnappingen.

104
00:04:56,920 --> 00:05:00,376
Mars, onze directe buur,
is veel kleiner dan de Aarde

105
00:05:00,400 --> 00:05:04,176
en heeft veel minder zwaartekracht
waarmee het de atmosfeer vast kan houden.

106
00:05:04,200 --> 00:05:06,416
Mars heeft een atmosfeer,

107
00:05:06,440 --> 00:05:08,656
maar die is veel dunner
dan die van de Aarde.

108
00:05:08,680 --> 00:05:10,136
Kijk maar naar het oppervlak.

109
00:05:10,160 --> 00:05:13,616
Je ziet kraters die erop wijzen
dat er geen atmosfeer was

110
00:05:13,640 --> 00:05:15,496
die de inslagen kon voorkomen.

111
00:05:15,520 --> 00:05:18,296
We zien ook dat het de 'rode planeet' is.

112
00:05:18,320 --> 00:05:20,856
Ontsnapping uit de atmosfeer
heeft er mede toe geleid

113
00:05:20,880 --> 00:05:22,456
dat Mars rood is.

114
00:05:22,480 --> 00:05:26,056
Dat is omdat we denken
dat Mars een natter verleden kent.

115
00:05:26,080 --> 00:05:30,656
Wanneer water genoeg energie krijgt,
valt het uiteen in waterstof en zuurstof.

116
00:05:30,680 --> 00:05:34,416
Waterstof is zo licht
dat het naar het heelal ontsnapte

117
00:05:34,440 --> 00:05:36,376
en de zuurstof die overbleef,

118
00:05:36,400 --> 00:05:38,216
liet de grond oxideren of roesten

119
00:05:38,240 --> 00:05:41,960
waardoor we nu
de bekende rode kleur hebben.

120
00:05:42,890 --> 00:05:44,520
We kunnen foto's van Mars bekijken

121
00:05:44,520 --> 00:05:47,396
en concluderen dat sprake is
van ontsnapping uit de atmosfeer,

122
00:05:47,400 --> 00:05:51,496
maar NASA heeft nu een sonde op Mars,
de MAVEN-satelliet,

123
00:05:51,520 --> 00:05:55,056
die de ontsnapping uit de atmosfeer
daadwerkelijk onderzoekt.

124
00:05:55,080 --> 00:05:59,656
MAVEN staat voor
'Mars Atmosphere and Volatile Evolution'.

125
00:05:59,680 --> 00:06:04,966
De eerste foto's zijn vergelijkbaar
met wat we op Aarde zien.

126
00:06:05,280 --> 00:06:07,776
We weten al lang
dat Mars atmosfeer verliest.

127
00:06:07,800 --> 00:06:09,576
Toch blijven de foto's indrukwekkend.

128
00:06:09,600 --> 00:06:14,120
Hier zie je in het rood de omvang van Mars

129
00:06:14,120 --> 00:06:18,456
en in het blauw de waterstof die ontsnapt.

130
00:06:18,480 --> 00:06:21,990
De waterstof komt tot tien keer verder
dan de grootte van de planeet.

131
00:06:21,990 --> 00:06:24,736
Ver genoeg om niet langer
gebonden te zijn aan de planeet.

132
00:06:24,760 --> 00:06:26,736
Het ontsnapt het heelal in.

133
00:06:26,760 --> 00:06:28,976
Dit helpt om vermoedens te bevestigen,

134
00:06:28,980 --> 00:06:31,920
bijvoorbeeld waarom Mars rood is
door het ontsnapte waterstof.

135
00:06:32,520 --> 00:06:35,096
Maar waterstof is niet
het enige gas dat ontsnapt.

136
00:06:35,120 --> 00:06:38,296
Ik noemde al helium op Aarde,
en zuurstof en stikstof.

137
00:06:38,320 --> 00:06:42,096
MAVEN laat ons ook
het zuurstofverlies op Mars zien.

138
00:06:42,120 --> 00:06:44,576
Omdat zuurstof zwaarder is dan waterstof

139
00:06:44,600 --> 00:06:47,736
gaat het minder ver weg,

140
00:06:47,760 --> 00:06:49,936
maar het ontsnapt wel.

141
00:06:49,960 --> 00:06:53,040
Je ziet dat de zuurstof ook
buiten de rode cirkel is.

142
00:06:53,800 --> 00:06:58,026
Dat we ontsnapping uit de atmosfeer
niet alleen bij onze eigen planeet zien

143
00:06:58,026 --> 00:07:01,456
maar ook bij andere planeten,

144
00:07:01,480 --> 00:07:04,686
stelt ons in staat om te leren
over het verleden van planeten.

145
00:07:04,686 --> 00:07:06,856
Maar ook over planeten in het algemeen

146
00:07:06,880 --> 00:07:08,656
en over de toekomst van de Aarde.

147
00:07:08,680 --> 00:07:11,336
We kunnen leren over de toekomst

148
00:07:11,360 --> 00:07:14,680
door planeten te onderzoeken
die we niet kunnen zien.

149
00:07:15,440 --> 00:07:18,496
Voordat ik daar verder op inga,

150
00:07:18,520 --> 00:07:22,416
waarschuw ik jullie dat ik van Pluto
niet zulke mooie foto's kan laten zien,

151
00:07:22,440 --> 00:07:24,456
simpelweg omdat we die nog niet hebben.

152
00:07:24,480 --> 00:07:27,210
Maar de New Horizons-missie bestudeert nu

153
00:07:27,210 --> 00:07:29,216
de ontsnapping uit de atmosfeer bij Pluto.

154
00:07:29,216 --> 00:07:30,840
Dus hou het in de gaten.

155
00:07:31,560 --> 00:07:33,696
De planeten waar ik het over wil hebben,

156
00:07:33,720 --> 00:07:36,016
zijn de overgaande exoplaneten.

157
00:07:36,040 --> 00:07:39,816
Elke planeet die om een ster draait
anders dan onze Zon

158
00:07:39,840 --> 00:07:42,776
wordt een exoplaneet genoemd.

159
00:07:42,800 --> 00:07:45,256
En de planeten die we 'overgaand' noemen,

160
00:07:45,280 --> 00:07:46,536
hebben als kenmerk

161
00:07:46,560 --> 00:07:48,656
dat als je naar de ster kijkt,

162
00:07:48,680 --> 00:07:51,056
deze knippert.

163
00:07:51,080 --> 00:07:52,936
De oorzaak van het knipperen

164
00:07:52,960 --> 00:07:56,610
is dat er planeten voorlangs gaan,

165
00:07:56,610 --> 00:08:01,056
waardoor die planeten
het licht van de ster blokkeren

166
00:08:01,056 --> 00:08:03,326
wat wij als knipperen zien.

167
00:08:05,420 --> 00:08:08,078
Door de nachtelijke hemel af te speuren

168
00:08:08,078 --> 00:08:10,124
op zoek naar knipperende sterren,

169
00:08:10,124 --> 00:08:11,620
kunnen we planeten vinden.

170
00:08:11,620 --> 00:08:14,696
Op deze manier hebben we
al ruim 5.000 planeten ontdekt

171
00:08:14,696 --> 00:08:16,832
in onze eigen Melkweg

172
00:08:16,832 --> 00:08:18,668
en we weten dat er nog veel meer zijn.

173
00:08:18,668 --> 00:08:21,604
Als we kijken naar het licht
van deze sterren,

174
00:08:21,604 --> 00:08:25,230
zien we dus niet de planeet zelf,

175
00:08:25,230 --> 00:08:28,726
maar wel het wegvallen van licht.

176
00:08:29,480 --> 00:08:32,895
Het licht vermindert
als de planeet voor de ster staat

177
00:08:32,919 --> 00:08:35,530
en dat is het knipperen
wat we zojuist zagen.

178
00:08:35,530 --> 00:08:37,546
We kunnen niet alleen
de planeten opsporen,

179
00:08:37,546 --> 00:08:40,015
maar ook de verschillende
golflengten van het licht.

180
00:08:40,039 --> 00:08:44,135
We kunnen ook naar de Aarde en naar Mars
kijken vanuit het ultraviolette spectrum.

181
00:08:44,159 --> 00:08:47,776
Als we met de Hubble Space-telescoop
kijken naar de overgaande exoplaneten,

182
00:08:47,800 --> 00:08:51,216
zien we in het ultraviolette spectrum
een veel nadrukkelijker knipperen,

183
00:08:51,216 --> 00:08:53,576
veel minder licht van de ster

184
00:08:53,600 --> 00:08:55,376
wanneer de planeet er voorlangs gaat.

185
00:08:55,400 --> 00:08:58,816
We denken dat dit komt doordat er
een vergrote atmosfeer van waterstof

186
00:08:58,840 --> 00:09:00,056
om de planeet zit,

187
00:09:00,080 --> 00:09:01,576
waardoor deze opgezwollen lijkt

188
00:09:01,600 --> 00:09:03,920
en meer licht blokkeert.

189
00:09:04,880 --> 00:09:09,226
Met deze techniek hebben we
meerdere overgaande exoplaneten ontdekt

190
00:09:09,226 --> 00:09:12,056
die onderhevig zijn aan
ontsnapping uit de atmosfeer.

191
00:09:12,080 --> 00:09:16,330
Sommige van deze planeten
kunnen we hete Jupiters noemen,

192
00:09:16,330 --> 00:09:19,136
omdat het gasplaneten zijn zoals Jupiter.

193
00:09:19,160 --> 00:09:20,936
Maar ze staan erg dicht bij hun ster,

194
00:09:20,960 --> 00:09:23,216
zo'n honderd keer dichterbij dan Jupiter.

195
00:09:23,240 --> 00:09:26,696
Omdat er zoveel lichtgewicht gas is
dat kan ontsnappen

196
00:09:26,720 --> 00:09:28,416
en door de opwarming van de zon,

197
00:09:28,440 --> 00:09:32,256
heeft de ontsnapping uit de atmosfeer
een rampzalige snelheid.

198
00:09:32,280 --> 00:09:36,896
In tegenstelling tot de waterstof die met
180 kilo per minuut ontsnapt aan de Aarde,

199
00:09:36,920 --> 00:09:38,176
gaat het bij deze planeten

200
00:09:38,200 --> 00:09:42,280
om ruim een half miljard kilo
waterstof per minuut.

201
00:09:43,320 --> 00:09:47,656
Je vraagt je misschien af of dat
het einde van die planeten betekent.

202
00:09:47,680 --> 00:09:49,696
Dat is de vraag die we ons ook stelden

203
00:09:49,720 --> 00:09:51,536
toen we naar ons zonnestelsel keken,

204
00:09:51,560 --> 00:09:53,896
omdat planeten dicht bij de Zon
rotsachtig zijn

205
00:09:53,920 --> 00:09:56,856
en planeten verder weg
groter zijn en meer gas hebben.

206
00:09:56,880 --> 00:10:00,116
Kan een planeet begonnen zijn als Jupiter

207
00:10:00,116 --> 00:10:02,636
en al het gas verloren zijn?

208
00:10:02,640 --> 00:10:05,696
We denken dat als je
iets als een hete Jupiter hebt,

209
00:10:05,720 --> 00:10:08,536
dat niet een Mercurius of Aarde wordt.

210
00:10:08,560 --> 00:10:11,626
Maar als je begint met iets kleiners,

211
00:10:11,626 --> 00:10:15,070
is het mogelijk dat zoveel gas ontsnapt

212
00:10:15,070 --> 00:10:19,056
dat je iets heel anders overhoudt.

213
00:10:19,080 --> 00:10:20,976
Dit klinkt allemaal algemeen

214
00:10:20,980 --> 00:10:23,566
en het is aardig om na te denken
over het zonnestelsel,

215
00:10:23,566 --> 00:10:26,336
maar wat heeft het te maken
met ons op Aarde?

216
00:10:26,360 --> 00:10:28,136
In de verre toekomst

217
00:10:28,160 --> 00:10:30,296
wordt de Zon feller.

218
00:10:30,320 --> 00:10:31,536
Wanneer dat gebeurt,

219
00:10:31,560 --> 00:10:34,880
wordt de warmte die we
krijgen van de Zon erg hevig.

220
00:10:35,600 --> 00:10:39,936
Op dezelfde manier als dat nu
gas wegstroomt van een hete Jupiter,

221
00:10:39,960 --> 00:10:42,296
zal gas dan ontsnappen van de Aarde.

222
00:10:42,320 --> 00:10:44,500
Waar we dus naar kunnen uitkijken,

223
00:10:44,500 --> 00:10:46,596
of ons in ieder geval
op kunnen voorbereiden,

224
00:10:46,596 --> 00:10:48,416
is het feit dat in de toekomst

225
00:10:48,440 --> 00:10:51,216
de Aarde meer op Mars gaat lijken.

226
00:10:51,240 --> 00:10:53,976
Onze waterstof, van water dat uiteen valt,

227
00:10:54,000 --> 00:10:56,416
zal sneller het heelal in ontsnappen

228
00:10:56,440 --> 00:11:00,520
en dan blijven we over
met een droge rode planeet.

229
00:11:00,690 --> 00:11:03,180
Wees gerust, dat duurt
nog wel een paar miljard jaar,

230
00:11:03,180 --> 00:11:05,100
dus we hebben tijd voor voorbereidingen.

231
00:11:05,100 --> 00:11:06,160
(Gelach)

232
00:11:06,160 --> 00:11:08,960
Maar ik wil dat je weet
wat er aan de hand is.

233
00:11:08,984 --> 00:11:13,360
Niet alleen in de toekomst, maar
ontsnapping uit de atmosfeer gebeurt nu.

234
00:11:13,520 --> 00:11:17,016
Je hoort over indrukwekkende wetenschap
die zich afspeelt in het heelal

235
00:11:17,040 --> 00:11:18,976
en over planeten heel ver weg.

236
00:11:19,000 --> 00:11:22,216
We onderzoeken die planeten
om over hun wereld te leren.

237
00:11:22,240 --> 00:11:26,936
Maar terwijl we leren over Mars
of exoplaneten zoals hete Jupiters,

238
00:11:26,960 --> 00:11:29,976
ontdekken we dingen
als ontsnapping uit de atmosfeer,

239
00:11:30,000 --> 00:11:33,736
die ons veel leren
over onze eigen planeet, de Aarde.

240
00:11:33,760 --> 00:11:37,816
Realiseer je dat, wanneer je weer eens
denkt dat het heelal ver weg is.

241
00:11:37,840 --> 00:11:39,056
Dankjewel.

242
00:11:39,080 --> 00:11:40,950
(Applaus)