1
00:00:00,760 --> 00:00:03,735
當你擡頭看夜空中的繁星，

2
00:00:03,760 --> 00:00:05,216
你所見到的，是多麼奇妙。

3
00:00:05,240 --> 00:00:06,696
多麽美好。

4
00:00:06,720 --> 00:00:09,816
但更奇妙的是那些你看不見的，

5
00:00:09,840 --> 00:00:11,216
因為根據人類已知，

6
00:00:11,240 --> 00:00:14,616
幾乎在每一顆恒星周圍

7
00:00:14,640 --> 00:00:15,896
都有一颗行星，

8
00:00:15,920 --> 00:00:17,120
甚至若干個。

9
00:00:18,120 --> 00:00:20,216
這幅圖片沒能告訴你的是

10
00:00:20,240 --> 00:00:22,376
在這個宇宙中存在著的

11
00:00:22,400 --> 00:00:23,800
所有的行星。

12
00:00:24,280 --> 00:00:27,496
當我們提起行星，我們總會覺得，
它們是離我們很遙遠的東西，

13
00:00:27,520 --> 00:00:29,376
跟我們自己的星球很不一樣。

14
00:00:29,400 --> 00:00:31,816
但我們現在正身處在一個行星，

15
00:00:31,840 --> 00:00:35,136
而且有太多美妙的事物在這個地球，

16
00:00:35,160 --> 00:00:39,336
我們正在深入發掘和探索。

17
00:00:39,360 --> 00:00:42,856
當我們探索，就發現奇妙的事物。

18
00:00:42,880 --> 00:00:47,096
但今天我想告訴你們一件
關於地球的奇妙的事，

19
00:00:47,120 --> 00:00:49,856
就是每分鐘內，

20
00:00:49,880 --> 00:00:52,296
四百磅的氫氣（181.2 公斤）

21
00:00:52,320 --> 00:00:54,936
和將近七磅的氦氣（3.18 公斤）

22
00:00:54,960 --> 00:00:57,800
正在從地球洩漏到宇宙中。

23
00:00:58,800 --> 00:01:02,760
這些氣體一去不復返。

24
00:01:03,440 --> 00:01:06,456
氫氣、氮氣、和很多其他氣體

25
00:01:06,480 --> 00:01:09,336
共同組成了我們所知的地球大氣。

26
00:01:09,360 --> 00:01:13,176
大氣層從國際空間站的視角來看，

27
00:01:13,200 --> 00:01:16,416
就只是一層薄薄的藍色。

28
00:01:16,440 --> 00:01:18,680
這是太空人拍下的照片。

29
00:01:19,200 --> 00:01:22,576
正是這層稀薄的大氣，

30
00:01:22,600 --> 00:01:24,936
讓地球上的生命欣欣向榮。

31
00:01:24,960 --> 00:01:27,816
大氣保護地球，免受太多侵害，

32
00:01:27,840 --> 00:01:29,856
例如隕石墜落。

33
00:01:29,880 --> 00:01:33,656
但是事實上，

34
00:01:33,680 --> 00:01:36,496
這個奇妙的現象正在消失。

35
00:01:36,520 --> 00:01:39,320
這應該讓你感到害怕，
哪怕只是一點點。

36
00:01:40,160 --> 00:01:43,456
這消失的過程就是我研究的領域——

37
00:01:43,480 --> 00:01:45,720
大氣逃離。

38
00:01:46,680 --> 00:01:51,256
大氣逃離的現象
不僅僅發生在地球上；

39
00:01:51,280 --> 00:01:55,016
這個現象是被稱為行星的條件之一，

40
00:01:55,040 --> 00:01:59,376
因為不僅在地球上，
在宇宙中的所有行星上，

41
00:01:59,400 --> 00:02:01,976
都會發生大氣逃離現象。

42
00:02:02,000 --> 00:02:07,400
實際上，這個現象
可以告訴我們關於行星本身。

43
00:02:07,920 --> 00:02:10,576
因為當你想到太陽系，

44
00:02:10,600 --> 00:02:12,640
你可能會想到這張圖片。

45
00:02:13,800 --> 00:02:17,216
你可能會說：
這有八顆行星，可能是九顆。

46
00:02:17,240 --> 00:02:19,736
那些為這張圖片感到苦惱的朋友，

47
00:02:19,760 --> 00:02:21,136
我要給你們加上一顆。

48
00:02:21,160 --> 00:02:22,376
（笑）

49
00:02:22,400 --> 00:02:25,280
我們尊重「新視野號」，
所以連冥王星也算上。

50
00:02:26,160 --> 00:02:27,376
我們現在討論的是：

51
00:02:27,400 --> 00:02:30,136
為了關於大氣逃離的研究課題，

52
00:02:30,160 --> 00:02:32,176
我認為冥王星屬於行星。

53
00:02:32,200 --> 00:02:36,136
同樣的，在我們看不見的恒星周圍

54
00:02:36,160 --> 00:02:37,936
公轉的行星都應該被稱作行星。

55
00:02:37,960 --> 00:02:40,656
因此，行星的基本特徵

56
00:02:40,680 --> 00:02:43,696
包括他們受萬有引力吸引
而凝聚成一體

57
00:02:43,720 --> 00:02:45,536
這個事實。

58
00:02:45,560 --> 00:02:48,056
這股吸引力令很多物質

59
00:02:48,080 --> 00:02:49,680
凝聚在一起。

60
00:02:50,240 --> 00:02:53,096
因為這些行星體積巨大
而且引力很強，

61
00:02:53,120 --> 00:02:54,416
所以它們是球體狀。

62
00:02:54,440 --> 00:02:56,056
所以當你看到圖中所示的所有星球，

63
00:02:56,080 --> 00:02:57,296
包括冥王星，

64
00:02:57,320 --> 00:02:58,520
它們都是球體。

65
00:02:59,000 --> 00:03:01,736
萬有引力是一個很重要的因素。

66
00:03:01,760 --> 00:03:05,056
行星的另一個基本特徵

67
00:03:05,080 --> 00:03:06,816
是你在這個圖裡沒有看到的，

68
00:03:06,840 --> 00:03:09,416
那就是我們的恒星——太陽。

69
00:03:09,440 --> 00:03:12,560
太陽系中所有
行星都圍繞著太陽公轉，

70
00:03:13,200 --> 00:03:16,920
這也是大氣逃離現象的基本原因。

71
00:03:17,760 --> 00:03:23,096
恒星造成大氣從行星中逃離是因為

72
00:03:23,120 --> 00:03:28,496
恒星為行星提供的微粒、光、和熱

73
00:03:28,520 --> 00:03:31,616
會促使大氣逃離。

74
00:03:31,640 --> 00:03:33,456
你可以想象一個熱氣球，

75
00:03:33,480 --> 00:03:37,616
或者看看這幅泰國水燈節的照片，

76
00:03:37,640 --> 00:03:41,136
你會見到熱空氣可以驅使氣體上升。

77
00:03:41,160 --> 00:03:43,416
如果能量和熱量充足，

78
00:03:43,440 --> 00:03:44,776
像太陽那樣，

79
00:03:44,800 --> 00:03:48,696
那麽質量輕而且受到引力吸引的氣體

80
00:03:48,720 --> 00:03:50,480
就會逃離進入宇宙，

81
00:03:51,600 --> 00:03:55,536
造成大氣逃離

82
00:03:55,560 --> 00:03:58,256
不僅在地球，而且在其他行星上，

83
00:03:58,280 --> 00:04:00,976
這互相作用都因恒星給予的熱量

84
00:04:01,000 --> 00:04:04,320
和掙脫行星自身的引力而產生。

85
00:04:05,000 --> 00:04:06,736
我曾經提到過：

86
00:04:06,760 --> 00:04:10,096
氣體逃離的速度是
每分鐘四百磅的氫氣

87
00:04:10,120 --> 00:04:12,200
和將近七磅的氦氣，

88
00:04:13,040 --> 00:04:14,696
但這現象看起來是什麽樣子的呢？

89
00:04:14,720 --> 00:04:16,536
從八十年代開始，

90
00:04:16,560 --> 00:04:18,296
美國國家航空暨太空總署

91
00:04:18,320 --> 00:04:19,776
動態探測器飛船

92
00:04:19,800 --> 00:04:22,696
就在為地球拍攝紫外線照片。

93
00:04:22,720 --> 00:04:24,536
這兩張照片告訴你

94
00:04:24,560 --> 00:04:28,296
氫氣逃離時的光是什麽樣的——

95
00:04:28,320 --> 00:04:29,576
是紅色的那部分。

96
00:04:29,600 --> 00:04:31,760
你也可以看到其他部分：

97
00:04:31,760 --> 00:04:34,696
氧氣和氮氣是白色的、

98
00:04:34,720 --> 00:04:37,056
發亮的圓圈的那部分。

99
00:04:37,080 --> 00:04:39,976
還有回歸線附近的小束光線。

100
00:04:40,000 --> 00:04:43,016
所以總結來看，

101
00:04:43,040 --> 00:04:46,736
我們的大氣層並不是只與
地球緊密相連的，

102
00:04:46,760 --> 00:04:50,376
它們用，我會說是驚人的速度，

103
00:04:50,400 --> 00:04:52,320
逃離到宇宙深處。

104
00:04:53,080 --> 00:04:56,896
但地球並非唯一
存在大氣逃離現象的行星，

105
00:04:56,920 --> 00:05:00,376
我們最近的鄰居火星比地球小得多，

106
00:05:00,400 --> 00:05:04,176
所以它對於它的大氣層
具有較小的引力。

107
00:05:04,200 --> 00:05:06,416
所以盡管火星有大氣層，

108
00:05:06,440 --> 00:05:08,656
火星大氣層比地球大氣層薄得多。

109
00:05:08,680 --> 00:05:10,136
火星表面的大坑就可以告訴我們：

110
00:05:10,160 --> 00:05:13,616
火星並沒有一層

111
00:05:13,640 --> 00:05:15,496
足以阻止大氣逃離的大氣。

112
00:05:15,520 --> 00:05:18,296
火星被稱為「紅色行星」，

113
00:05:18,320 --> 00:05:20,856
而大氣逃離

114
00:05:20,880 --> 00:05:22,456
是火星呈紅色的原因之一。

115
00:05:22,480 --> 00:05:26,056
火星原本是濕潤的，

116
00:05:26,080 --> 00:05:30,656
當水擁有了足夠能量
就會分解成氫氣和氧氣，

117
00:05:30,680 --> 00:05:34,416
質量很輕的氫氣逃離了火星，

118
00:05:34,440 --> 00:05:36,376
剩下來的氧氣

119
00:05:36,400 --> 00:05:38,216
氧化了土地，

120
00:05:38,240 --> 00:05:41,960
使土地變成我們
所看到的生銹的紅色。

121
00:05:42,960 --> 00:05:44,896
看到火星的照片，

122
00:05:44,920 --> 00:05:47,376
我們就可以推斷
大氣逃離現象的存在。

123
00:05:47,400 --> 00:05:51,496
美國太空總署在火星上
放置的 MAVEN 衛星，

124
00:05:51,520 --> 00:05:55,056
它的實際任務
就是研究大氣逃離現象。

125
00:05:55,080 --> 00:05:59,656
MAVEN 是「火星大氣
與揮發物演化任務」的縮寫。

126
00:05:59,680 --> 00:06:03,336
它發現火星的大氣逃離現象

127
00:06:03,360 --> 00:06:05,256
與地球上發生的很相似。

128
00:06:05,280 --> 00:06:07,776
我們一直知道火星正在
失去它的大氣，

129
00:06:07,800 --> 00:06:09,576
但讓我們來看看令人震驚的照片。

130
00:06:09,600 --> 00:06:12,736
比方說這裏，你可以看到紅色的圓圈

131
00:06:12,760 --> 00:06:14,256
代表火星的大小，

132
00:06:14,280 --> 00:06:18,456
藍色的部分代表逃離火星的氫氣，

133
00:06:18,480 --> 00:06:22,016
而這塊藍色的區域是
火星大小的十倍，

134
00:06:22,040 --> 00:06:24,736
足以證明它們已經
不再受到火星引力的吸引，

135
00:06:24,760 --> 00:06:26,736
而是逃離進入了宇宙。

136
00:06:26,760 --> 00:06:28,976
這幫助我們證實了

137
00:06:29,000 --> 00:06:31,760
火星呈紅色的原因是消失的氫氣。

138
00:06:32,520 --> 00:06:35,096
但氫氣並非唯一逃離的氣體，

139
00:06:35,120 --> 00:06:38,296
還有我之前提到地球上的
氦氣、氧氣、和氮氣。

140
00:06:38,320 --> 00:06:42,096
我們還可以通過 MAVEN 
了解火星上消失的氧氣。

141
00:06:42,120 --> 00:06:44,576
你可以看到，因為氧氣質量重，

142
00:06:44,600 --> 00:06:47,736
它們不能像氫氣一樣逃離得那麽遠，

143
00:06:47,760 --> 00:06:49,936
但它們仍在逃離火星。

144
00:06:49,960 --> 00:06:53,040
圖中綠色的部分
不局限在紅色的圓圈以內。

145
00:06:53,800 --> 00:06:57,816
因此，我們不僅研究
地球上的大氣逃離現象，

146
00:06:57,840 --> 00:07:01,456
還研究其他行星，並且通過發射飛船

147
00:07:01,480 --> 00:07:04,576
我們可以得知行星的歷史、

148
00:07:04,600 --> 00:07:06,856
行星的一般特徵、

149
00:07:06,880 --> 00:07:08,656
以及地球的未來。

150
00:07:08,680 --> 00:07:11,336
我們能預測未來的一個途徑，

151
00:07:11,360 --> 00:07:14,440
是通過我們看不見的遙遠行星。

152
00:07:15,440 --> 00:07:18,496
在我繼續講下去之前，
我要告訴你們的是，

153
00:07:18,520 --> 00:07:20,976
我沒有冥王星的類似圖片，

154
00:07:21,000 --> 00:07:22,416
這可能會令你們失望，

155
00:07:22,440 --> 00:07:24,456
這是因為我們還沒能
拍攝到這樣的照片。

156
00:07:24,480 --> 00:07:27,736
但是新視野號目前正在研究

157
00:07:27,760 --> 00:07:29,096
大氣逃離，

158
00:07:29,120 --> 00:07:30,840
所以你們不久之後就能看到。

159
00:07:31,560 --> 00:07:33,696
我想介紹的行星

160
00:07:33,720 --> 00:07:36,016
叫作「淩日系外行星」。

161
00:07:36,040 --> 00:07:39,816
圍繞除太陽外的
其他恒星公轉的行星，

162
00:07:39,840 --> 00:07:42,776
都被稱為「外行星」
或者「太陽系外行星」。

163
00:07:42,800 --> 00:07:45,256
我們之所以稱它們為
「淩」日系外行星，

164
00:07:45,280 --> 00:07:46,536
是因為它們的特殊特徵：

165
00:07:46,560 --> 00:07:48,656
你看圖中間的那顆恒星，

166
00:07:48,680 --> 00:07:51,056
它實際上正在閃爍，

167
00:07:51,080 --> 00:07:52,936
而它閃爍的原因是

168
00:07:52,960 --> 00:07:56,976
一直有行星在圍繞它公轉，

169
00:07:57,000 --> 00:07:59,136
而且眾行星公轉的特殊方向

170
00:07:59,160 --> 00:08:01,936
導致它們擋住了恒星的光芒，

171
00:08:01,960 --> 00:08:04,240
所以我們才能看到閃爍的光芒。

172
00:08:04,960 --> 00:08:07,816
通過研究夜空中的星星

173
00:08:07,840 --> 00:08:09,256
閃爍的現象，

174
00:08:09,280 --> 00:08:10,936
我們就能找到行星。

175
00:08:10,960 --> 00:08:13,850
這是我們能夠在銀河系中

176
00:08:13,850 --> 00:08:16,376
找到超過五千顆行星的方法，

177
00:08:16,400 --> 00:08:19,256
我們也知道還有更多
等待被發現的行星存在。

178
00:08:19,256 --> 00:08:22,152
當我們看到恒星的光芒時，

179
00:08:22,152 --> 00:08:25,648
我們看到的，如我所言，
並不是恒星本身，

180
00:08:25,720 --> 00:08:27,776
而是瞬間減弱的光，

181
00:08:27,800 --> 00:08:29,478
我們可以記錄這段時間。

182
00:08:29,478 --> 00:08:30,938
當行星公轉到恒星前方時，

183
00:08:30,938 --> 00:08:32,906
光線變暗，

184
00:08:32,916 --> 00:08:35,335
這就是我們看到的閃爍的光芒。

185
00:08:35,360 --> 00:08:37,176
我們不僅能夠發現行星，

186
00:08:37,200 --> 00:08:40,015
還可以看到光的不同波長。

187
00:08:40,039 --> 00:08:44,135
我曾經提到通過紫外線
觀測地球和火星，

188
00:08:44,159 --> 00:08:47,776
如果我們用哈伯望遠鏡
觀測淩日系外行星，

189
00:08:47,800 --> 00:08:49,896
我們能發現：在紫外線下

190
00:08:49,920 --> 00:08:53,576
可以看到更強的閃爍，
以及行星經過時

191
00:08:53,600 --> 00:08:55,376
恒星散發出更少的光芒。

192
00:08:55,400 --> 00:08:58,816
這個現象的原因是：在行星周圍

193
00:08:58,840 --> 00:09:00,056
有一層被延伸了的氫氣層，

194
00:09:00,080 --> 00:09:01,576
這使得它看上去更厚，

195
00:09:01,600 --> 00:09:03,920
所以擋住了更多的光。

196
00:09:04,880 --> 00:09:07,776
利用這個方法，我們已經成功發現了

197
00:09:07,800 --> 00:09:12,056
一些有著大氣逃離現象的
淩日系外行星，

198
00:09:12,080 --> 00:09:14,896
其中有一些

199
00:09:14,920 --> 00:09:16,536
被稱為「熱木星」，

200
00:09:16,560 --> 00:09:19,136
這是因為它們是
類似木星的氣體行星，

201
00:09:19,160 --> 00:09:20,936
但它們離恒星更近，

202
00:09:20,960 --> 00:09:23,216
大約比木星離太陽的距離短一百倍。

203
00:09:23,240 --> 00:09:26,696
由於這些輕的氣體已經
準備好要逃離，

204
00:09:26,720 --> 00:09:28,416
加上來自恒星的熱量，

205
00:09:28,440 --> 00:09:32,256
大氣逃離的速度之快是災難性的。

206
00:09:32,280 --> 00:09:36,896
不同於地球上每分鐘
四百磅氫氣的逃離速度，

207
00:09:36,920 --> 00:09:38,176
在這些行星上，

208
00:09:38,200 --> 00:09:42,280
每分鐘有十三億磅氫氣消失。

209
00:09:43,320 --> 00:09:47,656
你可能會問：
大氣逃離會讓行星滅亡嗎？

210
00:09:47,680 --> 00:09:49,696
這是很多人想問的問題。

211
00:09:49,720 --> 00:09:51,536
因為在我們的太陽系中，

212
00:09:51,560 --> 00:09:53,896
離太陽近的行星都是佈滿岩石的，

213
00:09:53,920 --> 00:09:56,856
而離太陽遠的行星
更大而且有更多氣體。

214
00:09:56,880 --> 00:09:59,256
毀滅不會先從離太陽近的木星

215
00:09:59,280 --> 00:10:00,976
先開始嗎？

216
00:10:01,000 --> 00:10:02,616
因為會把木星上的所有氣體都排盡。

217
00:10:02,640 --> 00:10:05,696
我們認為如果
從熱木星這類行星開始，

218
00:10:05,720 --> 00:10:08,536
最後並不能以水星或者地球結束。

219
00:10:08,560 --> 00:10:10,736
但如果從更小的行星開始，

220
00:10:10,760 --> 00:10:13,536
有可能消失掉足夠的氣體，

221
00:10:13,560 --> 00:10:15,696
對這顆行星造成巨大的影響，

222
00:10:15,720 --> 00:10:19,056
而且最後的結果
可能跟開始時完全不同。

223
00:10:19,080 --> 00:10:20,976
這些聽起來都很籠統，

224
00:10:21,000 --> 00:10:23,536
我們可能會聯想到太陽系，

225
00:10:23,560 --> 00:10:26,336
但這和我們的地球有什麽關係？

226
00:10:26,360 --> 00:10:28,136
在很遠的未來，

227
00:10:28,160 --> 00:10:30,296
太陽將會變得更亮，

228
00:10:30,320 --> 00:10:31,536
當這樣的情況發生時，

229
00:10:31,560 --> 00:10:34,880
太陽散發出的熱量將會劇增。

230
00:10:35,600 --> 00:10:39,936
如同我們看到氣體
從熱木星上逃離那樣，

231
00:10:39,960 --> 00:10:42,296
氣體也會從地球上蒸發。

232
00:10:42,320 --> 00:10:44,496
所以我們能夠預測的，

233
00:10:44,520 --> 00:10:46,576
至少能夠有所準備的是：

234
00:10:46,600 --> 00:10:48,416
地球將在很遠的未來

235
00:10:48,440 --> 00:10:51,216
變得如同火星一般。

236
00:10:51,240 --> 00:10:53,976
從水分解出來的氫氣

237
00:10:54,000 --> 00:10:56,416
將會以更快的速度逃離地球，

238
00:10:56,440 --> 00:11:00,520
而留給我們的將是一個
乾燥而泛紅的地球。

239
00:11:00,960 --> 00:11:03,456
別害怕，這離我們
還有幾百萬年的時間，

240
00:11:03,480 --> 00:11:05,056
我們還有足夠的時間準備。

241
00:11:05,080 --> 00:11:06,136
（笑）

242
00:11:06,160 --> 00:11:08,976
但是我想讓你們知道的
是正在發生的事。

243
00:11:09,000 --> 00:11:10,256
大氣逃離並不是將發生在未來，

244
00:11:10,280 --> 00:11:13,496
而是發生在此時此刻的每分每秒。

245
00:11:13,520 --> 00:11:17,016
很多奇妙的科學現象發生在宇宙，

246
00:11:17,040 --> 00:11:18,976
和離我們遙遠的行星中，

247
00:11:19,000 --> 00:11:22,216
而我們通過研究這些行星來了解世界。

248
00:11:22,240 --> 00:11:26,936
但當我們研究到火星
或是熱木星那樣的外行星時，

249
00:11:26,960 --> 00:11:29,976
我們發現了大氣逃離的現象，

250
00:11:30,000 --> 00:11:33,736
這告訴我們更多關於地球的信息。

251
00:11:33,760 --> 00:11:37,816
所以下次你認為宇宙離我們很遠時，
請別忘了發生在那裡和這裡的事。

252
00:11:37,840 --> 00:11:39,056
謝謝。

253
00:11:39,080 --> 00:11:42,120
（鼓掌）