Potraga za planetima izvan Sunčevog sustava

Svaka zvijezda koju vidimo na nebu ima barem jedan planet koji orbitira oko nje, kaže astronomkinja Sara Seager. Što znamo o ovim egzoplanetima i kako možemo saznati više? Seager nas upoznaje sa svojim najdražim nizom egzoplaneta i pokazuje novu tehnologiju koja će pomoći u skupljanju podataka o njima - čak i pomoći u potrazi za egzoplanetima koji imaju život.

Ovdje sam da vam pričam o pravoj potrazi
za izvanzemaljskim životom.

Ne o malim zelenim humanoidima
koji dolaze u blistavim NLO-ima,

iako bi to bilo lijepo.

Ovo je potraga za planetima koji
orbitiraju oko udaljenih zvijezda.

Svaka zvijezda na našem nebu je sunce.

Ako naše sunce ima planete --

Merkur, Venera, Zemlja, Mars itd.,

sigurno i druge zvijezde
moraju imati planete

i imaju ih.

U posljednja dva desetljeća,

astronomi su pronašli tisuće egzoplaneta.

Naše noćno nebo
doslovno vrvi egzoplanetima.

Znamo da, statistički gledano,

svaka zvijezda ima najmanje jedan planet.

A u potrazi za planetima,

te u budućnosti,
planetima koji su poput Zemlje,

možemo pokušati odgovoriti

na neka od najčudesnijih
i najtajanstvenijih pitanja

s kojima se čovječanstvo
susreće stoljećima.

Zašto smo ovdje?

Zašto naš svemir postoji?

Kako se Zemlja formirala i evoluirala?

Kako i zašto se razvio život
i nastanio naš planet?

Drugo pitanje o kojemu
često razmišljamo je:

Jesmo li sami?

Postoji li život tamo negdje?

Tko je tamo?

Ovo pitanje se postavlja
već tisućama godina,

najkasnije od vremena grčkih filozofa.

Ovdje sam da vam kažem
koliko smo zapravo blizu

pronalaženju odgovora na ovo pitanje.

Ovo je prvi puta u ljudskoj povijesti
da smo doista tako blizu.

Kada pomislim o vjerojatnosti
postojanja života tamo negdje,

pomislim kako je naše sunce
samo jedna od mnogih zvijezda.

Ovo je fotografija stvarne galaksije,

mislimo da Mliječna staza
izgleda poput nje.

To je skup povezanih zvijezda.

Ali naše [sunce] je jedno
od stotina milijardi zvijezda,

a naša galaksija jedna
od stotina milijardi galaksija.

S obzirom da znamo da su
mali planeti vrlo česti,

i sami možete izračunati.

Postoji toliko zvijezda i
toliko planeta,

da zasigurno,
mora negdje postojati i život.

Dobro, biolozi pobijesne kada kažem ovo

jer još nemamo baš nikakvih dokaza
o životu izvan Zemlje.

Kada bismo mogli vidjeti
našu galaksiju od izvana

i zumirati na naše sunce,

vidjeli bi pravu mapu zvijezda.

Istaknute zvijezde su one koje
imaju poznate egzoplanete.

Ovo je doista samo kap u moru.

Ovdje, animacija zumira
na naš sunčev sustav.

Ovdje ćete vidjeti planete

kao i nekakve letjelice
koje orbitiraju oko našeg sunca.

Sada, ako zamislimo da smo
na zapadnoj obali Sjeverne Amerike

i gledamo u noćno nebo,

ovo bismo vidjeli u proljetnoj noći.

I vidite konstelacije

i opet, toliko zvijezda s planetima.

Postoji poseban djelić neba
gdje imamo tisuće planeta.

Na ovo mjesto je svemirski teleskop
Kepler bio fokusiran mnogo godina.

Hajdemo zumirati i pogledati
jedan od najdražih egzoplaneta.

Ova zvijezda zove se Kepler-186f.

Ovo je sustav od pet planeta.

I usput, o većini ovih egzoplaneta
ne znamo baš puno.

Znamo njihovu veličinu, njihovu orbitu
i takve stvari.

No, ovdje je jedan vrlo poseban planet
koji se zove Kepler-186f.

Ovaj planet nalazi se zoni
koja nije predaleko od zvijezde,

tako da bi temperatura
mogla biti pogodna za život.

Ovdje je zumiran umjetnički koncept

koji pokazuje kako bi planet
mogao izgledati.

Mnogo ljudi ima
romantičnu viziju astronoma

koji odlaze do teleskopa
na usamljenom brdašcu

i gledaju spektakularno noćno nebo
kroz veliki teleskop.

Međutim, mi radimo na svojim računalima
kao i svi drugi

i dobivamo podatke preko e-maila
ili skidanjem s banke podataka.

Umjesto da vam ovdje pričam

o ponešto zamornoj prirodi podataka
i analize podataka

i o kompliciranim računalnim modelima,

na drugačiji način ću vam
pokušati objasniti

neke stvari o egzoplanetima.

Evo reklamni plakat:

"Kepler-186f:

Gdje je trava uvijek crvenija
na drugoj strani ograde."

To je zato jer Kepler-186f
orbitira oko crvene zvijezde

te pretpostavljamo da biljke ondje,

ukoliko ima vegetacije
koja provodi fotosintezu,

imaju drugačije pigmente
pa su crvene.

"Uživajte u gravitaciji na HD 40307g,

Super-Zemlji."

Ovaj planet je masivniji od Zemlje

i ima veću površinsku gravitaciju.

"Opustite se na Kepleru-16b,

gdje Vaša sjena uvijek ima društvo."

(Smijeh)

Znamo desetke planeta
koji orbitiraju oko dvije zvijezde,

a vjerojatno ih je i mnogo više.

Kada bismo posjetili
jedan takav planet,

vidjeli bismo dva zalaska sunca

i imali dvije sjene.

Znanstvena fantastika je
pogodila neke stvari.

Tatooine iz Zvjezdanih ratova.

Imam još par najdražih egzoplaneta

o kojima ću vam pričati.

Ovo je Kepler-10b,

vrući, vrući planet.

Orbitira preko 50 puta bliže svom suncu

nego naša Zemlja našem suncu.

Zapravo je toliko vruće da

ne možemo posjetiti ove planete,
ali kada bismo mogli,

otopili bi se puno prije slijetanja.

Površina je dovoljno vruća
da otopi kamenje

i ima tekuća jezera lave.

Gliese 1214b.

Znamo masu i veličinu ovog planeta

te ima poprilično nisku gustoću.

Pomalo je topao.

Zapravo ne znamo gotovo ništa
o ovom planetu,

ali moguće je da je ovo vodeni svijet,

poput uvećane verzije jednog od
Jupiterovih ledenih mjeseca,

koji po masi može sadržavati i
preko 50 posto vode.

U ovom slučaju, imao bi
gustu atmosferu od vodene pare

koja bi prekrivala ocean,

ali ne od tekuće vode,

nego od egzotičnog oblika vode,
supertekućine --

koja nije ni plin, niti tekućina.

Ispod toga ne bi se nalazio kamen

nego tip leda pod visokim tlakom,

poput leda IX.

Od svih ovih planeta,

a njihova raznolikost
je doista nevjerojatna,

najviše želimo pronaći
tzv. Goldilocks planete.

Ne prevelike, ne premalene,

ne prevruće, ne prehladne --

nego baš taman za život.

Kako bismo to napravili,
moramo pregledati

atmosferu planeta

jer atmosfera djeluje poput deke
koja zarobljava toplinu -

pruža efekt staklenika.

Moramo biti u stanju procijeniti
stakleničke plinove

na drugim planetima.

Znanstvena fantastika je
nešto i pogriješila.

Zvjezdane staze Enterprise

morale su proputovati velike udaljenosti
pri nevjerojatnim brzinama

kako bi orbitirale oko planeta

te da bi prvi časnik Spock
mogao analizirati atmosferu

i vidio je li planet nastanjiv

i ima li kakvih oblika života.

Ne trebamo putovati
warp brzinama

kako bismo vidjeli atmosfere
drugih planeta,

iako ne želim obeshrabriti
ambiciozne inženjere

koji žele odgonetnuti kako to učiniti.

Mi zapravo možemo istraživati
atmosfere planeta

odavdje, iz Zemljine orbite.

Ovo je fotografija
svemirskog teleskopa Hubble

koju je snimio šatl Atlantis
na svojem odlasku,

nakon zadnje posjete Hubbleu
s ljudskom posadom.

Instalirali su novu kameru

koju koristimo za atmosfere egzoplaneta.

Do sada smo istražili desetke
atmosfera egzoplaneta,

a šest od njih vrlo detaljno.

Međutim, to nisu mali planeti
poput Zemlje.

To su veliki, vrući planeti
koji su lako vidljivi.

Nismo spremni,

još nemamo pravu tehnologiju
za proučavanje malih egzoplaneta.

Bez obzira na to,

htjela sam vam pokušati objasniti
kako proučavamo atmosfere egzoplaneta.

Htjela bih da na trenutak
zamislite dugu.

Kada bismo mogli vidjeti
ovu dugu izbliza,

vidjeli bismo da nedostaju
nekakve tamne linije.

Evo naše sunce,

bijelo svjetlo našeg sunca
razdijeljeno

spektrogramom, a ne kapima kiše.

Možete vidjeti tamne, vertikalne linije.

Neke su vrlo uske, neke su široke,

neke imaju osjenčane rubove.

Na ovaj način astronomi proučavaju
objekte na nebesima

već duže od stoljeća.

Svaki atom i svaka molekula

ima poseban niz linija,

može se reći otisak prsta.

Ovako proučavamo atmosfere egzoplaneta.

Nikada neću zaboraviti,
kada sam počela raditi

s atmosferama planeta,
prije 20 godina,

koliko mi je ljudi reklo

"Ovo nikada neće uspjeti.

Nikada ih nećemo moći istraživati.
Zašto se trudiš?"

I zato sa zadovoljstvom pričam o
svim atmosferama koje smo dosad istražili,

a ovo je zaista i polje za sebe.

Kada se govori o drugim planetima,
drugim Zemljama,

kada ih u budućnosti
budemo promatrali,

kakve plinove bismo tražili?

Znate da naša Zemlja
ima kisik u atmosferi,

po volumenu do 20 posto.

To je puno kisika.

Ali bez biljki i fotosintetskog života,

ne bi bilo kisika,

gotovo ništa u našoj atmosferi.

Dakle, kisik je ovdje zbog života.

Stoga je naš cilj tražiti plinove
u atmosferama drugih planeta,

plinove koji ondje ne pripadaju,

a koje bismo mogli pripisati životu.

Ali kakve bismo molekule trebali tražiti?

Već sam spomenula koliko
su egzoplaneti raznoliki.

Očekujemo da će se
to nastaviti i ubuduće,

kada nađemo druge Zemlje.

To je jedna od glavnih stvari
na kojima sada radim,

imam teoriju o ovome.

To me podsjetilo da gotovo svaki dan

dobijem e-mail ili e-mailove

od nekoga tko ima ludu teoriju
o fizici gravitacije

ili kozmologiji ili nešto slično.

Zato, molim vas, nemojte mi slati
jednu od vaših ludih teorija.

(Smijeh)

I ja sam imala jednu svoju ludu teoriju.

Ali, kome se obraća profesorica s MIT-a?

Poslala sam e-mail jednom dobitniku
Nobela za fiziologiju ili medicinu

i rekao je: "Naravno, dođi da popričamo."

Povela sam
dva prijatelja s biokemije

i otišli smo pričati s njim
o našoj ludoj teoriji.

Teorija je tvrdila da sav život stvara
sve male molekule,

mnoštvo molekula.

Sve što mogu zamisliti,
iako, nisam kemičarka.

Razmislite:

ugljik-dioksid, ugljik-monoksid,

molekularni vodik, molekularni dušik,

metan, metil-klorid --

mnoštvo plinova.

Oni postoje i iz drugih razloga,

ali i sam život stvara ozon.

Tako smo otišli pričati s njim

i odmah nam je opovrgnuo teoriju.

Našao je primjer koji nije postojao.

Vratili smo se na početak

i mislimo da smo našli nešto
vrlo zanimljivo u drugom polju.

No, vratimo se egzoplanetima,

poanta je u tome da život stvara
mnoštvo različitih tipova plinova,

doslovno na tisuće plinova.

Sada pokušavamo odgonetnuti

na kojim tipovima egzoplaneta

koji bi se plinovi mogli pripisati životu.

I kada dođe do toga da nađemo plinove

u atmosferama egzoplaneta,

nećemo znati proizvode li ih

inteligentni izvanzemaljci ili drveće

ili močvara

ili samo jednostavni,
jednostanični mikrobiološki život.

Rad na modelima

i razmišljanja o biokemiji,

sve je to u redu.

Međutim, veliki izazov
koji je pred nama je: kako?

Kako pronaći ove planete?

Postoji puno načina
kojima nalazimo planete,

nekoliko različitih načina.

Ja sam najviše usredotočena
na to kako otvoriti vrata

da bismo u budućnosti

mogli pronaći stotine Zemalja.

Imamo realnu priliku
pronaći znakove života.

Zapravo, upravo sam završila
s dvogodišnjim projektom

u vrlo posebnoj fazi

koncepta koji nazivamo Starshade.

Starshade je posebno oblikovani zaslon,

a cilj je usmjeriti Starshade

tako da zablokira svjetlo zvijezde

kako bi teleskop mogao
direktno vidjeti planete.

Ovdje me možete vidjeti
s dvoje članova tima

gdje držimo mali dio Starshadea.

Oblikovan je
u ogroman cvijet,

a ovo je jedna od latica prototipa.

Koncept je takav da se Starshade
i teleskop zajedno lansiraju,

latice se otvaraju
iz zatvorene pozicije.

Središnji rešetkasti nosač se širi,

a latice se potpuno zatežu.

Ovo je potrebno vrlo precizno izraditi,

doslovno, latice do u mikron,

a moraju se postaviti točno u milimetar.

Cijela struktura treba odletjeti

na desetke tisuća kilometara
daleko od teleskopa.

Velik je na desetke metara u promjeru.

Cilj je blokiranje zvjezdanog svjetla
do nevjerojatne preciznosti

kako bismo direktno mogli vidjeti planete.

Mora biti ovakvog posebnog oblika

zbog fizike difrakcije.

Ovo je stvarni projekt
na kojem smo radili,

doista, ne biste vjerovali
koliko je težak bio.

Da ne mislite da je samo
u animacijskom formatu,

evo i stvarne fotografije

ležaja za testiranje odašiljanja
Starshadea druge generacije.

A u ovom slučaju,
htjela bih da znate,

da je središnji rešetkasti nosač
izrađen od ostataka

velikih razmjestivih radio antena.

I nakon svega ovoga teškog posla

dok pokušavamo smisliti sve
lude plinove koji bi mogli biti ondje

i izgrađujemo vrlo komplicirane
svemirske teleskope

koji bi mogli biti ondje,

što ćemo pronaći?

Pa, u najboljem slučaju,

pronaći ćemo sliku
druge egzo-Zemlje.

Ovo je Zemlja kao blijeda plava točka.

Ovo je stvarna fotografija Zemlje

koju je snimila letjelica Voyager 1,

s udaljenosti od
šest i pol milijardi kilometara

Ovo crveno svjetlo je samo
raspršeno svjetlo u optici kamere.

Čudesno je pomisliti da

ako postoje inteligentni izvanzemaljci,

koji orbitiraju oko planete
obližnje zvijezde

i koji su izgradili
komplicirane teleskope

poput onih koje mi pokušavamo izgraditi,

sve što će vidjeti
je ova blijeda plava točka,

sićušna točkica svjetla.

Zato ponekad, kada stanem i razmislim

o svojoj profesionalnoj borbi
i ogromnoj ambiciji,

teško je o tome razmišljati

u usporedbi s beskrajnošću svemira.

Bez obzira, ja sam posvetila
ostatak svojeg života

pronalaženju druge Zemlje.

Mogu vam garantirati

da će sljedeća generacija
svemirskih teleskopa,

u drugoj generaciji,

imati sposobnost pronalaska
i identifikacije drugih Zemalja.

I imat ćemo sposobnost
razdjeljivanja zvjezdanog svjetla

kako bismo mogli tražiti plinove

te procjenjivati stakleničke plinove
u atmosferi,

pretpostaviti temperaturu

i tražiti znakove života.

I još nešto.

U ovom slučaju potrage za
drugim planetima poput Zemlje,

radimo novu vrstu mape

obližnjih zvijezda i planeta
koji orbitiraju oko njih,

uključujući one koje bi mogli
nastaniti ljudi.

Zamišljam naše potomke,

stotine godina iza nas,

kako započinju međuzvjezdano
putovanje na druge svjetove.

I gledat će na sve nas
kao na generaciju

koja je prva pronašla
svjetove poput Zemlje.

Hvala.

(Pljesak)

June Cohen: Za pitanje, predstavljam vam

voditelja misije Rosetta, Freda Jansena.

Fred Jansen: Negdje ste u govoru spomenuli

da tehnologija kojom se
zapravo gleda spektar

egzoplaneta poput Zemlje ne postoji.

Kada će se razviti

i što je za nju potrebno?

Očekujemo novu generaciju
Hubble teleskopa.

Zove se svemirski teleskop James Webb

i bit će lansiran 2018.,

a radit ćemo sljedeće,

tražit ćemo posebne planete

koje zovemo prijelaznim egzoplanetima

i to će biti naša prva prilika
za proučavanje malih planeta

i plinova koji bi ukazali na to
da je planet nastanjiv.

JC: I ja ću te nešto pitati, Sara,

kao laik.

Zbilja me se dojmila ideja

opozicije koju ste imali u karijeri,

kada ste počeli razmišljati
o egzoplanetima

javio se skepticizam znanstvene zajednice

o njihovom postojanju

i dokazali ste da su u krivu.

Kako ste se borili s time?

SS: Pa, stvar je u tome što znanstvenici

i trebaju biti skeptici

jer naš je zadatak pokazati

da ono što druga osoba govori
zapravo ima smisla.

Biti znanstvenik,

kao što ste vidjeli iz ove sesije,

je kao da ste istraživač.

Imate ogromnu znatiželju,

tvrdoglavost,

nepokolebljivost da idete naprijed

bez obzira što drugi kažu.

JC: Odlično. Hvala, Sara.

(Pljesak)