Când privești stelele noaptea,
e uimitor ce poți vedea.
E frumos.
Dar ce e și mai uimitor e ceea ce nu poți vedea,
pentru că ce știm acum
e că în jurul tuturor stelelor, sau aproape a tuturor,
există o planetă
sau probabil câteva.
Deci ceea ce această imagine nu vă arată
sunt toate planetele despre care știm că există
acolo în spațiu.
Dar când ne gândim la planete, tindem să ne gândim la lucruri îndepărtate
care sunt foarte diferite de planeta noastră.
Însă ne aflăm pe o planetă
și sunt atât de multe lucruri minunate la acest Pământ
încât căutăm pretutindeni lucruri care să-i semene.
Iar când căutăm, descoperim lucruri uimitoare.
Aș vrea să vă spun un lucru uimitor petrecut aici, pe Pământ.
Și anume, că în fiecare minut,
aproximativ 180 kg de hidrogen
și în jur de 3 kg de heliu
se pierd de pe Pământ și ajung în spațiu.
Aceasta e o cantitate de gaz care pleacă și nu mai revine niciodată.
Hidrogenul, heliul și multe alte elemente
formează ceea ce noi numim atmosfera Pământului.
Atmosfera cuprinde aceste gaze care formează o linie subțire, albastră,
vizibilă aici de pe Stația Spațială Internațională,
într-o fotografie realizată de niște astronauți.
Iar fâșia aceasta subțire din jurul planetei noastre
e ceea ce permite vieții să înflorească.
Ne protejează planeta de prea multe impacturi,
de meteoriți și alte corpuri cerești.
Și e un fenomen atât de uimitor
încât faptul că dispare
ar trebui să vă sperie, măcar puțin.
Procesul acesta pe care îl studiez
se numește pierdere atmosferică.
Pierderea atmosferică nu este specifică Pământului.
E parte din ce înseamnă o planetă, dacă mă întrebați pe mine,
deoarece planetele, nu doar aici pe Pământ, ci peste tot în Univers,
pot suferi pierdere atmosferică.
Iar felul în care se întâmplă ne oferă de fapt detalii despre planete.
Deoarece când te gândești la sistemul solar,
s-ar putea să te gândești la fotografia de aici.
Și ai spune: „Ei bine, există opt planete, poate nouă.”
Așa că pentru aceia dintre voi deranjați de această imagine,
o voi completa.
(Râsete)
Mulțumită sondei spațiale New Horizons, o includem și pe Pluto.
Iar aici menționez
că pe parcursul acestei prezentări despre pierderea atmosferică,
voi considera Pluto o planetă,
așa cum planetele din jurul altor stele pe care nu le putem vedea
sunt și ele planete.
Caracteristicile de bază ale planetelor
includ faptul că sunt corpuri
pe care gravitația le menține împreună.
Deci e un mare amalgam de materie,
susținut de această forță de atracție.
Iar aceste corpuri sunt foarte mari și au o gravitație puternică.
De aceea sunt rotunde.
Când vă uitați la toate acestea,
inclusiv la Pluto,
observați că sunt rotunde.
Puteți vedea gravitația în mișcare aici.
Dar o altă caracteristică de bază a planetelor
e ceva ce nu vedeți aici,
și anume steaua, Soarele,
în jurul căruia orbitează toate planetele din sistemul solar.
Și asta e ceea ce, în esență, provoacă pierderea atmosferică.
Motivul pentru care stelele provoacă pierderea atmosferică de pe planete
este pentru că stelele oferă planetelor particule, lumină și căldură
care pot cauza pierdere atmosferică.
Dacă vă gândiți la un balon cu aer cald
sau priviți această imagine cu lampioane de la un festival în Thailanda,
puteți observa că aerul cald propulsează gazele în sus.
Și dacă există suficientă energie și căldură,
ceea ce Soarele nostru are,
acest gaz, care e atât de ușor și e susținut doar de gravitație,
se poate pierde în spațiu.
Asta e, prin urmare, ceea ce cauzează pierderea atmosferică
aici pe Pământ și pe alte planete:
această interacțiune dintre căldura emanată de stea
și depășirea forței de gravitație a planetei.
V-am spus că ritmul în care se întâmplă
este de cca 180 kg pe minut pentru hidrogen
și aproape 3 kg pentru heliu.
Dar cum arată asta?
Ei bine, chiar și în anii '80
am fotografiat Pământul
în ultraviolet
folosind Dynamic Explorer, nava spațială NASA.
Așadar, aceste două imagini ale Pământului
ilustrează cum arată acea strălucire a hidrogenului care se pierde,
evidențiată în roșu.
Se pot observa și alte componente precum oxigenul și nitrogenul
în acea licărire albă
din cercul care vă arată aurorele
și în benzile din jurul tropicelor.
Aceste imagini ne arată concludent
că atmosfera noastră nu e strâns legată doar de noi, aici pe Pământ
ci ajunge de fapt departe în spațiu,
și asta într-un ritm alarmant, aș adăuga.
Dar Pământul nu e singura planetă care suferă pierdere atmosferică.
Marte, cel mai apropiat vecin, e mult mai mică decat Pământul,
deci are o forță mai mică de gravitație cu care să-și rețină atmosfera.
Așa că deși Marte are o atmosferă,
putem vedea că e mult mai subțire decât cea a Pământului.
Uitați-vă la suprafață.
Vedeți cratere care sugerează că nu a avut o atmosferă
care să blocheze aceste impacturi.
Mai vedem și că este „planeta roșie”,
iar pierderea atmosferică joacă un rol
în culoarea ei.
Credem că se datorează faptului că Marte avea mai multă apă în trecut
și când apa a avut destulă energie, s-a descompus în hidrogen și oxigen,
iar hidrogenul, fiind atât de ușor, a ajuns în spațiu,
iar oxigenul rămas
a corodat solul
dând naștere acelei culori familiare de un roșu ruginiu.
E în regulă să ne uităm la fotografii cu Marte
și să afirmăm că s-a produs probabil pierdere atmosferică,
dar NASA are în prezent o sondă pe Marte, numită satelitul MAVEN,
a cărei sarcină e să studieze pierderea atmosferică.
Este sonda spațială Mars Atmosphere and Volatile Evolution.
Rezultatele obținute ne-au arătat deja imagini foarte similare
cu ce am văzut aici pe Pământ.
Știam de mult că Marte își pierdea atmosfera,
dar avem câteva imagini uluitoare.
Aici, de exemplu, puteți vedea cercul roșu
care arată mărimea lui Marte,
iar cu albastru puteți vedea cum se pierde hidrogenul.
Deci se răspândește pe o suprafață de peste 10 ori mai mare decât a planetei,
suficient de departe încât să nu mai fie legat de planetă.
Se pierde în spațiu.
Iar asta ne ajută să confirmăm idei,
cum ar fi de ce Marte e roșie, din cauza hidrogenului pierdut.
Dar hidrogenul nu este singurul gaz care se pierde.
Am menționat heliul de pe Pământ și o cantitate de oxigen și azot,
iar datorită lui MAVEN, putem vedea și oxigenul care se pierde de pe Marte.
Și puteți vedea cum, deoarece oxigenul e mai greu,
nu ajunge la fel de departe precum hidrogenul,
dar tot se pierde de pe planetă.
Nu este tot limitat în acel cerc roșu.
Faptul că pierderea atmosferică e vizibilă nu numai pe planeta noastră,
ci o putem studia altundeva și trimite nave spațiale,
ne permite să învățăm despre trecutul planetelor,
dar și despre planete în general
și despre viitorul Pământului.
O cale prin care putem afla mai multe despre viitor
sunt planetele atât de îndepărtate pe care nu le putem vedea.
Ar trebui să menționez totuși, înainte să continui,
nu vă voi arăta imagini ca aceasta cu Pluto,
ceea ce v-ar putea dezamăgi,
dar nu le avem încă.
Misiunea New Horizons studiază în prezent modul în care pierderile atmosferice
se produc de pe planetă.
Așa că rămâneți cu noi și așteptați vești.
Planetele de care voiam să vorbesc
sunt cunoscute ca exoplanete în tranzit.
Orice planetă care orbitează în jurul unei stele, alta decât Soarele nostru,
se numește exoplanetă sau planetă extrasolară.
Iar aceste planete numite „în tranzit”
au o proprietate specială,
așa încât dacă vă uitați în mijlocul stelei,
veți vedea că de fapt pâlpâie.
Și motivul pentru care pâlpâie
este că există planete care trec prin fața ei mereu,
și acea orientare specială
în care planetele blochează lumina emanată de stea
ne permite să vedem lumina pâlpâind.
Iar observând stelele pe cerul nopții
pentru a vedea pâlpâirea,
descoperim planete.
În felul acesta am putut detecta peste 5000 de planete
în Calea Lactee
și știm că sunt multe altele acolo, după cum am spus.
Când ne uităm la lumina de la aceste stele,
ceea ce vedem, cum am spus, nu este planeta însăși,
ci vedeți de fapt o diminuare a luminii
pe care o putem înregistra în timp.
Deci lumina scade pe măsură ce planeta coboară în fața stelei,
și aceea e pâlpâirea pe care ați văzut-o adineaori.
Nu numai că detectăm planete,
dar putem studia această lumină în lungimi de undă diferite.
Am menționat studierea Pământului și a lui Marte în ultraviolet.
Dacă ne uităm la exoplanetele în tranzit prin telescopul spațial Hubble,
aflăm că în ultraviolet,
se vede o licărire mult mai intensă, mult mai puțină lumină de la stea
atunci când planeta trece prin față.
Iar noi credem că este din cauză că există o atmosferă de hidrogen
extinsă în jurul planetei
care o face să arate mai gonflată,
blocând astfel mai mult din lumina pe care o vedeți.
Folosind această tehnică, am putut descoperi
câteva planete în tranzit care suferă pierdere atmosferică.
Iar aceste planete pot fi numite Jupitere fierbinți,
precum unele pe care le-am descoperit.
Și asta deoarece sunt planete de gaz precum Jupiter,
dar sunt și aproape de steaua lor,
aproape de 100 de ori mai aproape decât Jupiter.
Și pentru că există tot acest gaz ușor pe cale să se piardă
și toată această căldură de la stea,
ritmul pierderii atmosferice este catastrofic.
Față de cele cca 180 de kg de hidrogen pierdute pe minut de pe Pământ,
pe aceste planete
se pierd circa 590.000 kg de hidrogen în fiecare minut.
Ați putea gândi, „Bine, dar asta face ca planeta să nu mai existe?”
Asta e o întrebare pe care oamenii și-au pus-o
când s-au uitat la sistemul nostru solar
deoarece planetele mai apropiate de Soare sunt solide,
iar cele mai îndepărtate sunt mai mari și mai gazoase.
Se poate să fi început cu ceva asemănător lui Jupiter
care se afla mai aproape de Soare,
eliberând gazul din interior?
Credem că dacă pornim de la ceva asemănător unui Jupiter fierbinte,
nu poate rezulta o planetă ca Mercur sau Pământ.
Dar dacă la început a fost ceva mai mic,
e posibil ca suficient gaz să se fi pierdut,
ceea ar fi avut un impact semnificativ
și să rezulte ceva foarte diferit față de ce era la început.
Toate acestea sună cam generic
și ne-ar putea duce cu gândul la sistemul solar,
dar ce legătură are cu noi, aici pe Pământ?
Ei bine, în viitorul îndepărtat,
Soarele va deveni mai luminos.
Pe măsura ce asta se întâmplă,
căldura provenită de la Soare va deveni foarte intensă.
La fel cum vedeți gazul ieșind din atmosfera unui Jupiter fierbinte,
gazul va ieși și de pe Pământ.
Așadar, ne putem aștepta,
sau cel puțin ne putem pregăti
ca într-un viitor îndepărtat,
Pământul să arate mai mult ca Marte.
Hidrogenul nostru din apa care se descompune
va fi pierdut în spațiu mai rapid,
iar noi vom rămâne cu această planetă uscată, roșiatică.
Nu vă temeți, va mai dura câteva miliarde de ani,
așa că avem ceva timp să ne pregătim.
(Râsete)
Dar voiam să fiți conștienți de ce se întâmplă,
nu doar în viitor,
căci pierderea atmosferică se produce chiar în acest moment.
Există multe fenomene uimitoare de care auzim că se întâmplă în spațiu
și pe planete îndepărtate,
iar noi studiem aceste planete pentru a învăța despre aceste lumi.
Dar pe măsură ce învățăm despre Marte sau exoplanete precum Jupiteri fierbinți,
descoperim fenomene precum pierderea atmosferică
care ne dau indicii despre planeta noastră.
Așa că reflectați la asta data viitoare când vă veți gândi că spațiul e departe.
Mulțumesc.
(Aplauze)