Rețeta galactică pentru o planetă ce poate susține viața

Știați că cea mai cunoscută otravă este și un ingredient esențial pentru crearea vieții? Chimista Karin Öberg ne arată cum explorează universul pentru a descoperi această substanță, folosind telescopul ALMA - cel mai mare radiotelescop din lume - pentru a-i detecta activitatea moleculară în cadrul formării planetelor ce pot susține viață.

Sunt convinsă că nu sunt singura persoană
din această încăpere

care la un moment dat s-a uitat la stele

și s-a întrebat: „Suntem singurii

sau mai există alte planete locuite,
la fel ca a noastră?”

Se poate să fiu singura

atât de obsedată de această întrebare

încât să fac o carieră din asta.

Dar să trecem peste asta.

Cum abordăm această întrebare?

Aș zice să începem

prin a ne întoarce privirea dinspre cer
înspre planeta noastră, Pământ.

Și să ne gândim cât de norocoasă
este planeta noastră

să fie plină de viață.

A trebuit să fi avut măcar puțin noroc.

Dacă am fi fost puțin mai aproape de Soare

sau puțin mai departe,

apa planetei ar fi fiert
sau ar fi înghețat.

Și nu toate planetele au apă.

Deci dacă ar fi fost o planetă aridă,

nu ar fi existat prea multă viață aici.

Chiar de am fi avut toată apa
pe care o avem acum,

dacă apa nu ar fi avut

substanțele potrivite care susțin viața,

am avea o planetă cu apă, însă moartă.

Cu așa de multe lucruri ce pot eșua,

care sunt șansele ca totul să meargă bine?

Care sunt șansele ca planeta să se nască

cu ingredientele de bază necesare

care să ducă la apariția vieții?

Haideți să explorăm împreună.

Pentru a avea o planetă
care susține viața,

vom avea nevoie în primul rând

de o planetă.

(Râsete)

Dar nu orice planetă este bună.

Vom avea nevoie de o planetă anume,
la fel ca Pământul.

O planetă stâncoasă,

care are atât oceane, cât și uscat,

care nu e nici aproape, nici departe
de steaua sa,

ci beneficiază de temperatura perfectă.

Și care este perfectă
pentru a avea apă lichidă.

Câte planete de genul acesta
există în galaxia noastră?

Cea mai mare descoperire
a ultimelor decenii

este că planetele sunt foarte asemănătoare.

Aproape fiecare stea
are o planetă în jurul său.

Unele au mai multe.

Și printre aceste planete,

câteva procente sunt îndeajuns
de asemănătoare cu Terra

pentru a fi considerate
planete ce pot susține viața.

Deci, să găsim planeta potrivită
nu este chiar atât de dificil

dacă ne gândim că sunt 100 de miliarde
de stele în galaxia noastră.

Asta înseamnă că avem aproape un miliard
de planete ce ar putea susține viața.

Dar nu este de ajuns
să aibă temperatura potrivită,

sau să aibă structura potrivită.

Avem nevoie și de substanțele potrivite.

Și care e al doilea ingredient necesar
pentru a crea o planetă locuibilă?

Este destul de intuitiv.

Este apa.

Până la urmă, am spus că o planetă
poate susține viața

dacă are temperatura necesară
să mențină apa lichidă.

Iar viața pe Pământ este bazată pe apă.

Mai mult decât atât,

apa este locul propice
pentru combinarea substanțelor.

Este un lichid special.

Acesta e al doilea ingredient de bază.

Al treilea ingredient

este puțin mai surprinzător.

Vom avea nevoie de elemente organice,

având în vedere că vorbim
de viață organică.

Dar molecula organică,

ce pare a fi baza rețelelor chimice

care produc biomolecule,
este acidul cianhidric.

Cei ce cunosc această moleculă,

știu că e de preferat să fie evitată.

Dar se pare

că ceea ce e foarte dăunător
pentru formele de viață avansate,

așa ca voi,

e esențial pentru a porni reacția chimică,

ce duce la apariția vieții.

Acum avem cele trei ingrediente
de care avem nevoie,

planeta cu climă temperată,

apă și acidul cianhidric.

Cât de des se întâlnesc toate trei?

Câte planete avem cu climă temperată,

apă și acid cianhidric?

Într-o lume ideală,

ne-am îndrepta telescopul
către aceste planete

și am verifica.

„Au aceste planete apă și cianuri?”

Din păcate, nu avem încă telescoape
suficient de mari pentru a face asta.

Putem detecta molecule
în atmosfera unora dintre planete.

Dar acestea sunt foarte mari

și se află foarte aproape de steaua lor,

și foarte diferite de planetele ideale

de care vorbim noi,

care sunt mai mici și mai îndepărtate.

Deci trebuie să găsim o metodă nouă.

Singura cale pe care am găsit-o

e ca în loc să căutăm aceste molecule

pe planetele deja formate,

să le căutăm în materialul
ce va sta la baza noilor planete.

Planetele se nasc din discuri
de praf si gaz, în jurul stelelor tinere.

Iar aceste discuri atrag material
din mediul interstelar.

Se pare că spațiul liber dintre stele,

pe care îl vedeți când vă uitați spre cer,
punându-vă întrebări existențiale,

nu e atât de gol pe cât pare,

ci e plin de gaz si praf,

care se acumulează, formând nori,

apoi se unesc și formează aceste discuri,
stelele și planetele.

Și un lucru pe care mereu îl observăm
când ne uităm la acești nori

este apa.

Cred că avem tendința
să ne gândim la apă

ca fiind ceva specific doar pentru noi.

Apa este una din cele mai des întâlnite
molecule din univers,

existând inclusiv în acești nori,

care formează stele și planete.

Și nu numai asta,

dar apa este o moleculă puternică:

nu poate fi distrusă atât de ușor.

O mare parte din apa
din spațiul interstelar

va supraviețui transformării
periculoase din nori,

în disc, apoi în planetă.

Deci apa este bună.

Acest al doilea ingredient
nu va fi o problemă.

Majoritatea planetelor se vor forma
cu ceva apă incorporată.

Dar acidul cianhidric?

Ei bine, vedem cianuri
și alte molecule organice similare

în acești nori interstelari.

Dar în acest caz, nu suntem siguri
că aceste molecule supraviețuiesc

tranziției de la nori la disc.

Par a fi puțin mai delicate, mai fragile.

Dacă vom afla că acest acid cianhidric

se regăsește în apropierea planetelor
ce se formează,

ar trebui să îl vedem în disc,

în aceste discuri ce formează planete.

Acum zece ani,

am început un program
pentru a descoperi acidul cianhidric

și alte molecule, în aceste discuri.

Și iată ce am descoperit.

Vești bune, în aceste șase imagini,

pixelii luminoși reprezintă
emisiile generate de acidul cianhidric

în discurile ce formează planete,
la sute de ani lumină distanță,

ce au ajuns la telescopul nostru,

trecând prin detector,

permițându-ne să le vedem.

Dar vestea și mai bună

e că aceste discuri
chiar conțin acid cianhidric.

Ultimul ingredient, mai greu de găsit.

Vestea rea este că nu știm
unde anume este localizat în disc.

Dacă ne uităm la ele,

nimeni nu poate spune
că sunt imagini frumoase,

nici măcar atunci când le-am primit.

Dimensiunea pixelului este mare,

chiar mai mare decât discurile însele.

Fiecare pixel

reprezintă ceva mai mare
decât sistemul nostru solar.

Asta înseamnă

că nu știm de unde vine
acidul cianhidric din disc.

Și asta este o problemă,

pentru că aceste planete

nu pot accesa acidul cianhidric
din orice loc,

dar trebuie să fie relativ aproape
de locul în care se formează

pentru a avea acces.

Ca să înțelegem, să folosim un exemplu:

cel al chiparosului ce crește în SUA.

Să presupunem

că v-ați întors din Europa

unde ați văzut chiparoși frumoși în Italia

și vreți să aflați

dacă are sens să îi importați
în Statele Unite.

Oare îi puteți crește aici?

Așa că vorbiți cu experți

care vă spun că într-adevăr

există un loc în Statele Unite,
nici prea cald, nici prea rece,

unde i-ați putea crește.

Și dacă aveți o hartă sau o imagine
de rezoluție înaltă, ca aceasta,

e ușor să vedeți că această
bandă unde poți crește chiparoși

se suprapune cu multe zone verzi
și fertile.

Chiar dacă aș micșora
puțin rezoluția hărții,

pană la o rezoluție din ce în ce mai mică,

încă mai puteți vedea

că vor fi zone fertile
ce se suprapun cu această fâșie.

Dar dacă toată suprafața Statelor Unite

ar fi cuprinsă într-un singur pixel?

Dacă rezoluția ar fi așa de mică?

Ce faci acum,

cum îți dai seama dacă poți crește
chiparoși în Statele Unite?

Răspunsul e: nu poți.

Cu siguranță este pământ fertil,

altfel nu ai vedea nuanța
verde a pixelului,

dar nu poți fi sigur

dacă acea zona verde
se află în locul potrivit.

Exact asta este problema
cu care ne confruntăm

cu imaginile discurilor de un singur pixel

ce conțin acid cianhidric.

Avem nevoie de ceva similar

pentru aceste hărți cu rezoluție joasă
pe care vi le-am arătat,

pentru a vedea dacă există o suprapunere
între locul unde găsim acidul cianhidric

și locul în care planetele îl pot accesa
când se formează.

Acum câțiva ani,
în ajutorul nostru a venit

ALMA - acest telescop nou, minunat,

prescurtarea de la Atacama Large
Millimeter and submillimeter Array,

din nordul statului Chile.

ALMA este minunat din diverse motive,

dar mai ales pentru că,

după cum vedeți, îl numesc telescop,

însă puteți vedea că sunt multe antene
în această imagine.

Acesta este un telescop
ce are 66 antene individuale

ce lucrează la unison.

Asta înseamnă că avem un telescop

de mărimea distanței maxime la care
două antene pot fi puse un față de alta.

În acest caz, e de câțiva kilometri.

Deci avem un telescop
mai mare de un kilometru.

Când ai un telescop atât de mare,

poți să mărești ușor
lucrurile foarte mici,

și să faci hărți ale acidului cianhidric
în discurile ce formează planete.

Când ALMA a fost pus în funcțiune
acum câțiva ani

am propus să îl folosim
mai ales în acest scop.

Cum arată o hartă a acidului cianhidric
într-un disc?

E acidul cianhidric în locul potrivit?

Și răspunsul este da, e în locul potrivit.

Asta este harta.

Se pot vedea emisiile de acid cianhidric
împrăștiate de-a lungul discului.

Este aproape peste tot,

ceea ce e o veste foarte bună.

Dar mai sunt și multe
alte emisii luminoase

care vin din apropierea stelei
și se duc spre centrul discului.

Aici vrem să îl vedem.

În apropierea locului
în care se formează planetele.

Și nu este vorba de un singur disc,

aici avem încă trei exemple.

Puteți vedea că toate arată același lucru,

multe emisii luminoase de acid cianhidric

venind din aproprierea centrului stelei.

Ca să fim sinceri, nu vedem asta mereu.

Sunt discuri unde vedem opusul,

unde apare o gaură
a emisiilor spre centru.

Asta e opusul a ceea ce vrem să vedem.

Acestea nu sunt locuri
în care putem cerceta

dacă e acid cianhidric
în jurul acestor planete.

Dar în cele mai multe cazuri,

nu numai că detectăm acid cianhidric,

însă îl găsim în locul potrivit.

Ce înseamnă asta?

Cum am spus la început,

avem multe astfel de planete
cu climă temperată,

poate un miliard,

unde viața s-ar putea dezvolta,

dacă ar avea ingredientele necesare.

Și am arătat

că adeseori credem că ingredientele
necesare sunt acolo,

avem apă, avem acid cianhidric,

avem și alte molecule organice

ce vin odată cu acidul cianhidric.

Asta înseamnă că planetele
cu ingredientele de bază necesare vieții

sunt foarte comune în galaxia noastră.

Și dacă tot ce îi trebuie vieții
să se dezvolte

e să aibă aceste ingrediente de bază
la îndemână,

ar trebui să existe
multe planete cu viață.

Dar este, evident, un mare „dacă”.

Cred că provocarea următoarelor decenii,

pentru astronomie și chimie,

e să descopere cât de des se întâmplă

ca o planetă cu potențial de viață

să fie una pe care există
cu adevărat viață.

Vă mulțumesc!

(Aplauze)