Bolygók keresése a naprendszerünkön túl

Minden csillagnak, amit az égen látunk, van legalább egy bolygója, állítja Sara Seager csillagász. De mit tudunk ezekről az exobolygókról, és hogyan tudhatunk meg többet róluk? Sara Seager bemutatja kedvenc exobolygóit és olyan új technológiával ismertet meg bennünket, amelynek segítségével többet tudhatunk meg az exobolygókról, és amely abban is segít, hogy olyan exobolygók után kutassunk, ahol létezik élet.

Azért vagyok itt, hogy a földönkívüli élet
kutatásáról beszéljek.

Nem kicsi zöld, ember alakú lényekről
fénylő UFO-kon érkezve,

bár az is jó lenne.

Hanem olyan bolygókról, amelyek
messzi csillagok körül keringenek.

Minden csillag az egünkön egy nap.

És hogyha a mi napunknak

vannak bolygói -
Merkúr, Vénusz, Föld, Mars, stb.,

a többi csillagnak is kell,
hogy legyen bolygója,

és van is.

Az elmúlt két évtizedben

a csillagászok több ezer exobolygót
fedeztek fel.

Az éjszakai égboltunk szó szerint
hemzseg tőlük.

Tudjuk, statisztikailag értve,

hogy minden csillagnak van
legalább egy bolygója.

És a bolygók után való kutatás,

valamint a Földhöz hasonló
bolygók megtalálása

segít választ adni

az emberiség legcsodálatosabb

és legtitokzatosabb kérdéseire.

Miért vagyunk itt?

Miért létezik a világegyetemünk?

Hogy jött létre a Föld?

Hogyan és miért jött létre az élet
a bolygónkon?

A második kérdés, amire gyakran gondolunk:

Egyedül vagyunk?

Van-e élet odakint?

Ki van odakint?

Ez a kérdés több ezer éve
foglalkoztatja az emberiséget,

legalább a görög filozófusok kora óta.

De elmondanám, hogy milyen
közel is vagyunk ahhoz,

hogy megtaláljuk a választ
erre a kérdésre.

A történelem során először
tényleg karnyújtásnyira van tőlünk.

A földön kívüli élet lehetőségeit
tanulmányozva

a mi napunk
csak egy a sok csillag közül.

Ez egy fénykép egy igazi galaxisról,

úgy gondoljuk, így nézhet ki
a galaxisunk.

Csillagok óriási gyűjteménye.

A Nap azonban csak egy a több
százmilliárd csillag közül,

és galaxisunk egy a több
százmilliárd galaxis közül.

Tudva, hogy a
kicsi bolygók milyen gyakoriak,

magától adódik a válasz.

Mivel oly sok bolygó
és oly sok csillag létezik,

biztosan kell lennie életnek
valamelyikükön.

Nos, biztosan dühösek
rám a biológusok,

mert egyáltalán nincs bizonyíték
a földönkívüli életre.

Nos, ha képesek lennénk kívülről
rálátni a galaxisunkra,

és ránagyítani a napunkra,

egy csillagtérkép tárulna elénk.

A kiemelt csillagok azok, amelyeknek
van ismert exobolygójuk.

Ez tényleg csak a jéghegy csúcsa.

Itt belenagyítunk a naprendszerünkbe.

Látni fogják itt a bolygókat,

és pár űrhajót is a Nap körül.

Most, ha el tudjuk képzelni, hogy
Észak-Amerika partjain vagyunk

és az éjszakai égboltot figyeljük,

ezt látnánk egy tavaszi éjszakán.

Láthatják a csillagképeket,

és megint csak sok-sok
csillagot és bolygót.

Van az égboltnak egy különleges része,
ahol több ezer bolygó található.

És ez az a hely, amit a Kepler űrtávcső
hosszú évekig figyelt.

Nagyítsunk bele és vessünk egy pillantást
az egyik legkedveltebb exobolygóra.

Ennek a csillagnak a neve Kepler-186f.

Ez egy öt bolygóból álló rendszer.

Egyébként ezekről az exobolygókról
nem tudunk túl sokat.

Ismerjük a méreteiket, a
pályájukat, ilyen dolgokat.

De van itt egy nagyon különleges bolygó,
a Kepler-186f.

Ez a bolygó az égöv olyan
részén található, nem messze a csillagtól,

ahol a hőmérséklet éppen megfelelő
lehet az élet számára.

Itt, ezen az animáción
a művész éppen ránagyít a bolygóra,

és megmutatja, hogy milyen is lehet.

Rengeteg emberben él az a
romantikus elképzelés a csillagászokról,

miszerint kimegyünk egy
magányos hegytetőre épített távcsőhöz,

és figyeljük a lenyűgöző és látványokban
gazdag éjszakai égboltot.

De valójában számítógépen
dolgozunk, mint mindenki más,

és az adatokat e-mailben kapjuk
vagy letöltjük őket egy adatbázisból.

Ahelyett, hogy mesélnék önöknek

az adatok unalmas voltáról,
azok elemzéséről,

és a komplex számítógépes modellekről,

van egy másik módja is annak,
hogy elmagyarázzak

pár dolgot arról, amit
az exobolygókról gondolunk.

Itt van egy reklámplakát:

„Kepler-186f:

"Ahol a szomszéd füve mindig vörösebb.”

Azért, mert a Kepler-186f
egy vörös csillag körül kering,

és csak spekulálunk,
hogy a növények,

ha egyáltalán létezik itt
növényvilág és fotoszintézis,

talán más pigmentekkel rendelkeznek
és pirosak.

„Élvezze a gravitációt a HD 40307g-n,

egy Szuperföldön.”

Ez a bolygó a Földnél nagyobb tömegű,

felszíni gravitációja pedig erősebb.

„Pihenjen a Kepler-16b-n,

ahol az árnyékának mindig van társasága.”

(Nevetés)

Rengeteg bolygót ismerünk, amely
két csillag körül kering,

és ennél sokkal több van odakint.

Ha meglátogathatnánk
egy ilyen bolygót,

akkor két naplementét látnánk,

és két árnyékunk lenne.

Tehát a sci-fi eltalált néhány dolgot.

Tatooine a Star Wars-ból.

És van még néhány kedvelt exobolygó,

amiről tudok mesélni.

Ez a Kepler-10b,

egy nagyon, nagyon forró bolygó.

50-szer közelebb kering
a napjához,

mint a Föld a mi napunkhoz.

És valóban olyan forró,

hogy nem lehet felkeresni,
és ha mégis sikerülne,

elolvadnánk azelőtt, hogy odaértünk.

Úgy gondoljuk,
hogy a felülete elég forró ahhoz,

hogy láva borítsa.

Gliese 1214b.

Ismerjük a tömegét, a méretét,

és a sűrűségét, ami alacsony.

Itt elég meleg van.

Igazából nem tudunk semmit
erről a bolygóról,

de az egyik lehetőség szerint
egy igazi vízi világ,

olyan, mint a Jupiter egyik
jeges holdja nagyobb változatban,

tömege akár 50 százalékban is víz lehet.

Ez esetben vastag légkörét
vízgőz alkotja,

és egy óceánt fed,

ami nem folyékony vízből áll,

hanem egyfajta
egzotikus szuperfolyadék -

nem egészen gáz, nem egészen folyadék.

Alatta nem szikla található,

hanem egy nagynyomású jég,

olyan, mint a jég IX.

Szóval, az összes bolygó közül,

amelyek változatossága elképesztő,

mi az általunk Aranyhajú leányra
keresztelt bolygókat próbáljuk megtalálni.

Ezek nem túl
nagyok, nem is túl kicsik,

nem túl melegek, nem is túl hidegek,

de alkalmasak az élethez.

Ehhez azonban képesnek kell lennünk
megvizsgálni

a bolygó légkörét,

mert az takaróként viselkedik
és bent tartja a meleget,

ez az üvegházhatás.

Képesnek kell lennünk
felmérni az üvegházhatást

más bolygókon.

Nos, a sci-fi tévedett pár dologban.

A Star Trek Enterprise-nak

hatalmas távolságokat kellett megtennie
hihetetlen sebességgel ahhoz,

hogy más bolygók körül keringjen,

és Spock első tiszt elemezni tudja
a bolygó légkörét, annak érdekében,

hogy kiderítse, lakható-e a bolygó

és van-e rajta életforma.

Nos, nem kell térhajtóművel
száguldani ahhoz,

hogy megvizsgáljuk más bolygók légkörét,

de nem akarok kezdő mérnököket
lebeszélni arról,

hogy megpróbálják megalkotni.

Lehetséges a Földről vizsgálni a bolygók

légkörét, és vizsgáljuk is.

Ez egy fénykép a Hubble űrteleszkópról,

ami az utolsó emberi űrrepülés

során készült az Atlantisz űrsiklóról.

Egy új kamerát is telepítettek,

amivel a bolygók légkörét tanulmányozzuk.

És eddig rengeteg exobolygó
légkörét voltunk képesek megvizsgálni,

nagyobb részletességgel körülbelül hatot.

De ezek nem kisméretű bolygók,
mint a Föld,

hanem könnyen észrevehető,
nagy és forró bolygók.

Még nem tudunk

kisebb exobolygókat tanulmányozni.
Nincs meg a technológiánk.

De ettől függetlenül

elmagyarázom, hogyan tanulmányozzuk
az exobolygók légkörét.

Képzeljünk el egy szivárványt.

Ha alaposabban meg tudnánk nézni
ezt a szivárványt,

akkor látnánk, hogy hiányoznak
bizonyos sötét vonalak.

És itt van a napunk,

fehér fényét nem esőcseppek

szórták szét, hanem egy spektrográf.

És itt láthatjuk
ezeket a sötét vonalakat.

Néhány nagyon keskeny, néhány széles

néhány árnyékolt a szélein.

A csillagászok így tanulmányozzák
az eget, szó szerint

több mint egy évszázada.

Itt minden atomnak és molekulának

megvannak a speciális vonalai,

ujjlenyomatai, ha úgy tetszik.

Így tanulmányozzuk mi a légkört.

Sose felejtem el, hogy amikor
20 évvel ezelőtt

elkezdtem kutatni
az exobolygók légkörét,

milyen sokan mondták:

„Soha nem fog sikerülni.

Nem lehet ezt kutatni.
Minek bajlódsz vele?”

Ezért örülök annak, hogy a
légkörkutatásról beszélhetek,

ami egy külön
szakterületet képez.

Tehát a lényeg az, hogy jövőbeli

kutatásaink során a fő kérdés az lesz:

milyen gázokat kell keresnünk?

Tudják, a Föld légkörének

mintegy 20 százaléka oxigén.

Ez nagyon sok oxigén.

De növényvilág és fotoszintézis nélkül

nem létezne oxigén,

tehát nem lenne oxigén a légkörben.

Azért van oxigén, mert létezik élet.

A célunk tehát az, hogy olyan gázokat

keressünk más bolygók légkörében,

amelyek az életnek tulajdoníthatóak.

De milyen molekulákat keressünk?

Nagyon változatosak az exobolygók.

És még inkább azok lesznek a jövőben;

amikor más Földekre lelünk.

És ez az egyik dolog, amin éppen dolgozom.

Van egy elméletem erről.

Erről jut eszembe, hogy szinte minden nap

kapok e-mailt vagy e-maileket

valami örült elméletről: gravitációról,

kozmológiáról, vagy valami hasonlóról.

Kérem, ne küldjenek nekem még több
örült elméletet.

(Nevetés)

Nekem is megvolt az örült elméletem.

De kihez forduljak vele?

Nos, egy orvosi Nobel-díjashoz fordultam,

akinek azt felelte:
„Persze, gyere, beszélgessünk.”

Én és két biokémikus barátom

elmentünk beszélgetni
az örült elméletünkről.

Az elmélet arról szólt, hogy az élet
állítja elő az apró molekulákat;

sok-sok molekulát.

Sosem akartam kémikus lenni.

Gondoljanak bele:

szén-dioxid, szén-monoxid,

hidrogénmolekula, nitrogénmolekula,

metán, metil-klorid -

rengeteg gáz.

Ezek más okból is léteznek,

de ózont csak az élet termel.

Erről beszélgettünk vele,

és azonnal lelőtte az elméletet.

Talált egy olyan példát, ami nem létezik.

Visszatértünk a tervezőasztalhoz,

és úgy gondoljuk, hogy találtunk
más területen valami nagyon érdekeset.

Visszatérve az exobolygókhoz,

a lényeg az, hogy az élet
rengeteg gázt termel,

szó szerint több ezret.

Egyelőre, azt akarjuk kitalálni,

hogy milyen típusú exobolygón

létezik életből származó gáz.

Ezért amikor gázokat fogunk találni

az exobolygók légkörében,

nem fogjuk tudni,

hogy intelligens földönkívüliek, fák,

mocsár, vagy csak

egyszerű, egysejtű
mikrobiális élet gyártja őket.

Tehát dolgozunk a modelleken

és gondolkodunk a biokémián,

ez mind szép és jó.

De a nagy kihívás a következő: hogyan?

Hogyan találunk rá a bolygókra?

Valójában sok módon találhatunk rájuk,

számos különböző módon.

Én főleg arra összpontosítok,

hogy a jövőben

több száz Földet találhassunk.

Igazi esély van rá, hogy
életjelekre bukkanjunk.

Most fejeztem be egy kétéves projektet,

ami egy különleges fázisban
lévő kutatás -

ez az úgynevezett csillagernyő projekt.

A csillagernyő egy speciálisan
megformált eszköz,

és a cél az, hogy feljuttassuk

és blokkoljuk vele a csillag fényét
annak érdekében,

hogy a teleszkóp közvetlenül
lássa a bolygókat.

Itt engem és a csapat
két másik tagját látják,

amint a csillagernyő egy darabját tartjuk.

A csillagernyő óriás virág alakú,

és ez az egyik szirom.

Az elképzelés az, hogy a csillagernyő
és a teleszkóp együtt kerül pályára,

és a szirmok kinyílnak.

A központi rács szétnyílik,

a szirmok pedig a helyükre kerülnek.

Ezt nagyon precízen kell kivitelezni.

Milliméter pontossággal

kell a szirmoknak a helyükre fordulniuk.

A szerkezet több tízezer kilométerre

fog eltávolodni a teleszkóptól.

Körülbelül tíz méter az átmérője.

Nagy precizitással kell árnyékolnia,

hogy zavartalanul láthassuk a bolygókat.

Különleges formát kell kialakítani

a fényelhajlás irányítására.

Ez tehát egy valós projekt,
amin dolgozunk,

és el se hinnék, milyen keményen.

Hogy elhiggyék,
és ne tűnjön filmszerűnek,

itt egy valódi fénykép

egy második generációs ernyőről
a kísérleti laboratóriumban.

Itt említeném meg, hogy

a központi váz az űrbe telepíthető

rádióantennák mintájára készül.

Tehát e kemény munka után,

melynek során mindenféle létező
gázt próbálunk felderíteni,

és bonyolult űrteleszkópot

próbálunk építeni,

végül mit fogunk odakint találni?

Nos, a legjobb esetben

egy képet egy másik exo-Földről.

A Föld itt egy halványkék pötty.

Valójában egy igazi fotó a Földről,

melyet a Voyager-1 űrszonda készített

mintegy négymilliárd mérföldről.

A vörös fény a kamerára
visszaverődött fény.

Csodálatos belegondolni abba,

hogy ha vannak odakint

intelligens űrlények,
és a mieinkhez hasonló

bonyolult űrteleszkópok

építésén dolgoznak,

a Földből mindössze
egy halványkék pöttyöt,

egy tűszúrásnyi fényt látnak.

Amikor néha szünetet tartok,

és a szakmai erőfeszítéseimre
és óriási ambíciómra gondolok,

szembeállítva
a Világegyetem hatalmasságával,

bevallom, nehézségekkel tölt el.

Mindezek ellenére,
életem hátralevő részét,

egy másik Föld megtalálásának szentelem.

És garantálni tudom,

hogy a következő generációs űrteleszkópok,

valamint a második generációsak,

már képesek lesznek más Földeket találni.

Képesek lesznek szétszórni
a csillag fényét,

hogy gázok után kutathassunk,

és hogy felmérjük az üvegház-gázokat
a bolygók légkörében,

hogy felbecsüljük
a felszíni hőmérsékletet,

és hogy életjelek után kutassunk.

De ez még nem minden.

A Földhöz hasonló bolygók kutatása során,

egy újfajta térképet készítünk

a közeli csillagokról és bolygóikról,

beleértve olyan bolygókat,
amelyek lakhatók.

Elképzelem, hogy utódaink

több száz év múlva

csillagközi útra kelnek
és más civilizációkat keresnek fel.

És akkor majd úgy tekintenek vissza
ránk, hogy mi voltunk

az a generáció, aki először
talált rá Föld-szerű világokra.

Köszönöm.

(Taps)

Jane Cohen: Átadom a kérdést
a Rosetta misszió

vezetőjének, Fren Jansennek.

Fred Jansen: Említetted körülbelül
az előadásod felénél,

hogy nincs még meg a technológia

a kisebb exobolygók
spektrumának a tanulmányozásához.

Mikorra várható ez az áttörés

és mi kell hozzá?

Valójában amire szükségünk van, az a
következő generációs Hubble teleszkóp.

És ez a James Webb,

és várhatóan 2018-ban fog pályára állni.

És a terv az, hogy

különleges bolygókat,

tranziens jelenségeket fogunk vizsgálni,

és ez lesz az első esélyünk arra,

hogy életre utaló gázokat keressünk
kisebb bolygókon.

Jane Cohen: Én is felteszek
neked Sara

egy utólagos kérdést.

Nagyon megragadt bennem

az a tény, hogy mekkora

szkepticizmussal fogadta

a tudományos közösség a munkádat,

és te bebizonyítottad,

hogy tévedtek.

Mi kellett ehhez?

SS: Hát, a helyzet az, hogy

nekünk, tudósoknak,

szkeptikusnak kell lennünk,
hogy eldönthessük,

van-e értelme annak amit a másik mond.

De tudósnak lenni,

és azt hiszem láthatták
ebből az előadásból,

olyan, mint felfedezőnek lenni.

Tele vagy ezzel a
hatalmas kíváncsisággal,

makacssággal,

és ezzel az elszánt akarattal,

és nem érdekel az, amit mások mondanak.

J. C.: Imádom ezt. Köszönöm, Sara.

(Taps)