В търсене на планети извън слънчевата система

Според астронома Сара Сийгър всяка звезда, която виждаме в небето, има поне една планета в орбита. Какво знаем за тези екзопланети, и как може да открием повече? Сийгър ни представя нейния любим набор от екзопланети и ни показва нови технологии, които могат да помогнат за събирането на информация за тях и дори да търсим екзопланети, на които има живот.

Тук съм, за да ви разкажа за
истинското търсене на извънземни.

Не малки зелени човечета
пристигащи с лъскави летящи чинии,

макар, че това би било хубаво.

А търсенето на планети обикалящи
около звезди далеч от тук.

Всяка звезда на небето е
слънце.

Щом нашето Слънце има планети -

Меркурий, Венера, Земя, Марс и т.н.,

със сигурност други звезди също
имат планети.

И това е така.

В последните две десетилетия

астрономите откриха хиляди
екзопланети.

Нашето небе буквално гъмжи
от екзопланети.

Статистически погледнато,

всяка звезда има поне една планета.

И в търсенето на планети,

а в бъдеще и на планети,
които са подобни на Земята,

ние се заемаме

с едни от най-вълнуващите и
мистериозни въпроси,

с които хората са се сблъсквали
от векове.

Защо сме тук?

Защо съществува вселената?

Как са еволюирали
земните форми?

Как и защо животът се е зародил и
разпространил на Земята?

Вторият въпрос, по който
често мислим е:

Сами ли си сме?

Има ли живот там някъде?

Кой е там?

Този въпрос ни занимава
от хиляди години,

поне от времето на
гръцките философи.

Но искам да ви кажа колко
много се доближаваме

до отговора
на този въпрос.

За първи път в човешката история
ние наистина сме толкова близо до него.

Когато мисля за възможностите
за извънземен живот,

мисля за факта, че Слънцето е
е една от много звезди.

Това е снимка на истинска
галактика.

Мислим, че млечният път
изглежда като тази галактика.

Тя е група от
свързани звезди.

Но нашето Слънце
е една от стотиците милиарди звезди.

А нашата галактика е
една от стотиците милиарди галактики.

Знаейки, че малките планети
са широко разпространени,

сами може да си представите.

Има толкова много звезди и
планети там горе,

че със сигурност има
живот там някъде.

Биолозите навярно се ядосват
на моите думи,

защото ние нямаме абсолютно никакво
доказателство за живот извън Земята.

Ако можем да наблюдаваме нашата
галактика отстрани

и погледнем там,
където се намира Слънцето

виждаме реална
карта на звездите.

Светлите звезди са
звездите с познати езопланети.

Това наистина е върха на
айсберга.

Ако увеличим изображението,
така че да видим нашата слънчева система,

можем да видим тук планетите,

както и няколко космически апарати
обикалящи Слънцето.

Ако отидем до западното крайбрежие
на северна Америка,

и погледнем към
нощното небе

това е което ще видим
в пролетна нощ.

Виждате покриващи
се съзвездия

и отново толкова много
звезди с планети.

Има специално място на небето,
където има хиляди планети.

И това е мястото, където телескопа
"Кеплер" се фокусира от години.

Нека увеличим и погледнем
една от любимите екзопланети.

Звездата е наречена
Кеплер-186ф.

Това е система от
около пет планети.

За повчето от тези планети
не се знае много.

Знаем техния размер
и орбита.

Има една специална планета,
наречена Кеплер-186ф.

Тази планета е в зона, която не е
толкова отдалечена от звездата,

така че температурата може да бъде
подходяща за живот.

Този модел тук

ни показва как би могла
да изгежда планетата.

Много хора имат тази романтична
представа за астронавтите

отивайки към телескопа
на самотен планински връх

и гледайки към грандиозното
нощно небе през голям телескоп.

Но всъщност ние работим на
компютри, както всеки друг.

И получаваме данни по
имейл или ги сваляме от базата данни.

Така, че вместо да ви
разказвам за

малко скучната природа на
данните и техния анализ,

и за сложните компютърни
модели,

искам по различен начин
да ви обясня

някои от нашите идеи
за екзопланетите.

Това е "Пътешественика":

"Кеплер-186ф:

Където тревата винаги
е по-червена от другата страна."

Това е, защото Кеплер-186ф
обикаля около червена звезда.

И ние предполоагаме, че може би
растенията там,

ако има фотосинтезираща
растителност,

имат различни пигменти и
са червени.

"Наслади се на гравитацията"
на ХД 40307г,

Супер-Земя.

Тази планета е по-масивна от Земята

и има по-силна гравитация.

Отпусни се на Кеплер-16б,

където сянката ти винаги
има компания.

(Смях)

Познати са ни дузина планети,
които обикалят около две звезди.

Вероятно е да има много повече.

Ако можехме да посетим
някоя от тези планети,

буквално може да наблюдаваме
два залеза.

И там има две сенки.

Всъщност в научната фантастика
някои неща са верни.

Татуин от "Междузвездни воини".

Имам още няколко
любими езкопланети,

за които да ви разкажа.

Това е Кеплер-10б,

много гореща планета.

Разстоянието й
до нейнта звезда е 50 пъти

по-близко от това на Земята до Слънцето.

И всъщност тя е толкова
гореща,

че не става за посещения.
Но ако можехме, щяхме

да се стопим далеч
преди да сме я стигнали.

Може би тя е достатъчно
гореща за да стопи скала

и да притежава езера
от лава.

Глийс 121 4б.

Знаем масата и размерите
на тази планета.

Има сравнитвлно ниска
плътност.

Топла е.

Не знаем много за тази
планета,

но една от възможностите е
да е воден свят,

по-голяма версия
на една от ледените луни на Юпитер,

която може да е съставена
от 50% вода.

И в този случай тя ще има
дебела атмосфера от пара

покриваща океан

не от течна вода, но от

екзотична форма на
водата - супер флуид,

не точно газ и не точно течност.

И отдолу няма да лежи скала,

а особена форма на леда,

като лед IX.

От всички тези планети,

а разнообразието е
удивително,

ние искаме да открием планети,
които наричме Голдилокс:

Не твърде големи и не твърде малки,

не много горещи и не много студени.

Но, точно подходящи за живот.

Но за това, трябва
да можем

да изследваме атмосферата
им.

Атмосферата действа
като одеяло задържащо топлината -

парниковият ефект.

Трябва да можем да изследваме
парниковите газове

на други планети.

Е, научната фантастика
понякога греши.

"Ентърпрайз"

трябваше да измине обширни
разстояния с невероятна скорост,

за да обикаля други планети,

така че капитан Спок да
може да изследва атмосферата

и да разбере, дали планетата е
обитаема

или дали има други
форми на живот там.

Не е необходимо
да пътуваме със скоростта на светлината

за да видим атмосферата
на други планети

Макар, че не искам да
разубеждавам млади инженери

от това да измислят как
да го направят.

Всъщност ние изучаваме
атмосферата на планети

от тук, земната орбита.

Това е снимка на космическия
телескоп Хъбъл

направена от совалката
Атлантис при заминаването ѝ,

след последното посещение
на хора до Хъбъл.

Те инсталираха нови камери,

които използваме
за екзопланетите.

До сега сме успели да
изследваме няколко десетки атмосфери,

а шест от тях много детайлно.

Но, те не са малки планети
като Земята,

а големи горещи планети,
които лесно се виждат.

Не сме готови,

нямаме подходящата технология
за изучаване на малки екзопланети.

Но, въпреки това

искам да ви обясня
как изучаваме атмосферите на екзопланети.

Представете си дъга.

Ако може да я
погледнем отблизо,

ще видим, че някои
тъмни линии липсват.

А това е нашето Слънце,

бялата светлина е пречупена,

но не от дъждовни капки,
а от спектрометър.

Може да видите
черни вертикални линии.

Някои са тесни, други са широки

или затъмнени
в краищата.

Всъщност така астрономите
са изследвали небесни обекти

буквално за повече от век.

Тук всеки атом и молекула

има специален набор
от линии,

ако щете пръстов отпечатък.

Ето така изучаваме
атмосферите на екзопланетите.

И няма да забравя, когато
преди 20 години

започнах работа по
атмосферите на екзопланети,

колко много хора ми казаха

"Това няма да стане.

Никога няма да може да ги изследваме.
Защо се занимаваш?"

И за това за мен е удоволствие да
разкажа за всички тези атмосфери.

Това наистина е цяла област.

И когато говорим
за други планети като Земята,

когато ще можем да ги
наблюдаваме,

какви газове точно ще
търсим?

Знаете, че земната атмосфера
съдържа

20% кислород.

Това е много кислород.

Без растения и фотосинтеза

няма да има кислород,

никакъв кислород.

Кислородът е
продукт на живота.

Нашата цел е да търсим газове
в атмосферите на други планети,

които не са типични за тях,

и които могат да
се свържат с живота.

Но, кои молекули
трябва да търсим?

Вече ви казах колко
са разнообразни екзопланетите.

Ние очакваме това да продължи
и в бъдеще,

когато открием други
Земи.

И това е едно от оснвните
неща, по които работя.

Имам теоря по този въпрос.

Това ми напомня, че почти
всеки ден

получавам имейли

от някой с откачена идея
за физика на гравитацията,

космология или нещо подобно.

Моля не пращайте
някоя от вашите луди идеи.

(Смях)

Е, и аз имах моята откачена
история.

Но при кого отива професор от МИТ?

Е, писах на нобелов лауреат
по физиология и медицина.

Той каза, "Разбира се,
ела и ми разкажи".

И така взех двама приятели
биохимици,

и отидохме да
разкажем нашата луда теория.

А тя беше, че живи форми
произвеждат малки молекули,

много молекули.

Като например всичко, което
си помислих, без да съм химик.

Помислете:

въглероден диоксид,
въглероден монооксид,

молекулярен водород,
молекуларен азот,

метан, метилов хлорид,

толкова много газове.

Те също са резултат
от други процеси,

но дори и озонът е продукт на
живото.

И така, разказахме това

и той веднага
отхвърли теорията.

Той ни даде пример
който не съществува.

И така, трябваха ни нови идеи.

Мислим, че открихме нещо
много интересно, но в друга област.

Но, отново към
екзопланетите.

Важното е, че живите организми
произвеждат различни газове,

буквално хиляди газове.

И това, което правим сега
е да разберем

на кои екзопланети,

кои газове могат да се
свържат с живот.

И, когато дойде време да
открием газове

на екзопланетите,

за които няма да знаем,
дали са продукт

на интелигентни извънземни
или на дървета,

или произхождат от блато,

или просто
едноклетъчно.

Работейки върху тези модели

и мислейки за биохимия,

всичко звучи добре.

Но истинското предизвикателство
за нас е: Как?

Как ще открием тези
планети?

Има много начини да
откриеш планети,

няколко различни начина.

Но този, към който съм най-фокусирана
е как да създадем условия,

така че в бъдеще

да може да откриваме
стотици Земи.

Имаме шанс да открием
признаци на живот.

Тъкмо приключих
две годишен проект

в тази специална фаза

на концепция, която наричаме
"звездна сянка".

"Звездна сянка" е екран
с много специална форма.

Целта е да разположиш
"звездна сянка"

така, че да препречи
звездната светлина.

По този начин телескопът
може директно да види планетите.

Тук може да видите мен и
двама членове на екипа,

държащи малка част от
"звездна сянка".

Има формата на огромно цвете,

и това е само едно от
прототипните цветчета.

Идеята е "звездна сянка" и
телескопът да се пуснат заедно,

като цветовете преминават от
от свита в разгъната позиция.

Централната част
се разширява

и цветове се наместват.

Това трябва да бъде
направено много точно,

бувално до микрони,

а инсталацията да е до милиметри.

И цялата структура трябва
да лети на

десетки хиляди километра
от телескопа.

Тя има диаметър
десетки метри.

Целта е да се препречи
звездната светлина до невероятна точност.

Така, че да може да виждаме
планетите директно.

И трябва да бъде много
специална форма,

поради дефракцията.

Това е реален проект,
по който работихме.

Буквално няма да повярвате колко
усърдно.

За да не мислите,
че всичко е просто за филма,

тук е реална снимка

на второ поколение "звездна сянка"
на тестова площадка в лабораторията.

И в този случай,
искам да знаете,

че централната част
е останала от

огромна радио-инсталация в космоса.

Така, след усърдната работа

да помислим за всички тези газове,
които може да се срещнат там,

и след като построихме най-сложния
космически телескоп,

който може да бъде там,

какво ще открием?

Е, в най-добрия случай

ще открием снимка на
друга екзопланета.

Това е Земята като светло синя точка.

А това е реална
снимка на Земята,

направена от Вояджър 1,

4 милиарда мили далеч от тук.

А червената светлина е
разсеяна светлина от камерата.

Най-странното е, че

ако има интелигентни извънземни

обикалящи на планета
към звезда близо до нас

и те построят сложни
космически телескопи

подобни на нашите,

всичко, което ще видят е
тази светло синя точка,

искрица светлина.

И понякога, когато мисля

за моята професионална битка
и огромна амбиция,

трудно е да мислиш
за това

в сравнение с необятността
на Вселената.

Но въпреки това, аз посвещавам
остатъка от живота си

в откриване на друга Земя.

Гарантирам ви, че

със следващото поколение
космически телескопи,

втора генерация,

ще сме способни да
открием и идентифицираме други Земи.

И способността да разделим
звездната светлина,

така, че да търсим газове

и да определим парниковите
газове в атмосферата,

да изчислим температурата на
повърхността,

и да търсим за следи
на живот.

Но има и още.

В случай, че търсим други
планети като Земята,

ние правим друг вид
карта

на близки звезди и
планетите, които ги обикалят,

включително и планети, които
може да бъдат обитаеми за хора.

И мога да си представя, че
нашите потомци,

след стотици години,

ще потеглят на междузвездно
пътешествие до други светове.

И те ще си спомнят за нас

като за поколението, което първо открива
други светове подобни на Земята.

Благодаря.

(Аплодисменти)

Джун Коен: Сега те предоставям за въпрос.

Ръководител на мисия Розета Фред Дженсън.

Фред Дженсън: Ти спомена, че

технологията, с която се
разглежда спектъра

на екозопланети като Земята
все още не е тук.

Кога очакваш, че ще имаме
такава технология,

и какво е нужно?

Всъщност това, което очакваме е
следваща генерация Хъбъл телескоп.

И той е наречен Джеймс Уеб
космически телескоп.

Той ще бъде пуснат през 2018.

И това е, което ще направим.

Ще търсим специална планета,

наречена преходна екозопланета.

Това ще е нашия първи опит
в изучаването на малки планети

и техните газове, които може да
покажат, дали планетата е подходяща за живот.

Дж. К.: И аз ще ти задам един въпрос, Сара,

като генералист.

Наистина съм удивена от
отношението в твоята кариера към

опозицията, която си срещнала,

когато си почнала да мислиш
за екзопланети.

Имало е краен скептицизъм
в научните среди за

тяхното съществуване,

и ти ги опроверга.

Какво ти струваше това?

СС: Е, като учени

се приема, че трябва да се
съмняваме,

защото работата ни е да се
уверим, че това, което казва другия

е смислено или не.

Но, да бъдеш учен,

мисля, че го видяхте в днешната сесия,

е като да бъдеш изследовател.

Имаш огромно любопитство,

упоритост,

вид решителност, че
ще продължиш

без значение какво другите казват.

Дж. К.: Това е прекрасно. Благодаря ти, Сара.

(Аплодисменти)