Garik Israelian: What's inside a star?

Translator: MaYoMo com Reviewer: Anton Hikov

I have a very difficult task.

Имам много трудна задача.

I'm a spectroscopist.

Аз съм спектроскопист.

I have to talk about astronomy without showing you

Трябва да говоря за астрономия, без да ви показвам

any single image of nebulae or galaxies, etc.

нито един образ на мъглявини, галактики и т.н.,

because my job is spectroscopy.

защото моята работа е спектроскопията.

I never deal with images.

Никога не се занимавам с изображения.

But I'll try to convince you

Но ще се опитам да ви убедя,

that spectroscopy is actually something which can

че спектроскопията всъщност е нещо,

change this world.

което може да промени този свят.

Spectroscopy can probably answer the question,

Спектроскопията вероятно може да отговори на въпроса:

"Is there anybody out there?"

"Има ли някой там, навън?"

Are we alone? SETI.

Сами ли сме? SETI.

It's not very fun to do spectroscopy.

Не е много забавно да се занимаваш със спектроскопия.

One of my colleagues in Bulgaria,

Един от колегите ми в България,

Nevena Markova, spent about 20 years

Невяна Маркова, е прекарала около 20 години

studying these profiles.

в изучаване на тези профили.

And she published 42 articles

И е публикувала 42 статии,

just dedicated to the subject.

посветени само на темата.

Can you imagine? Day and night, thinking,

Можете ли да си представите? Ден и нощ да мислиш,

observing, the same star for 20 years

да наблюдаваш една и съща звезда

is incredible.

в продължение на 20 години - невероятно.

But we are crazy. We do these things.

Но ние сме луди. Правим такива неща.

(Laughter)

(Смях)

And I'm not that far.

И аз не съм толкова далеч.

I spent about eight months working on these profiles.

Прекарах около осем месеца в работа по тези профили.

Because I've noticed

Понеже забелязах

a very small symmetry

една много малка симетрия

in the profile of one of the planet host stars.

в профила на една от звездите, имащи планети.

And I thought, well maybe there is Lithium-6 in this star,

И си помислих- е, може би има литий-6 на тази звезда,

which is an indication that this star

което е индикация, че тази звезда

has swallowed a planet.

е погълнала планета.

Because apparently you can't have this fragile isotope

Защото очевидно този крехък изотоп, литий-6,

of Lithium-6 in the atmospheres of sun-like stars.

не може да съществува в атмосферите на слънцеподобни звезди.

But you have it in planets and asteroids.

Но го има на планетите и астероидите.

So if you engulf planet or large number of asteroids,

Значи, ако погълне планета или голям брой астероиди,

you will have this Lithium-6 isotope

в спектъра на звездата

in the spectrum of the star.

ще присъства този изотоп, литий-6.

So I invested more than eight months

Така че прекарах повече от осем месеца

just studying the profile of this star.

само в проучване на профила на литиевата линия на тази звезда.

And actually it's amazing,

Всъщност е изумително,

because I got phone calls from many reporters asking,

защото получих телефонни обаждания от много репортери с въпроса:

"Have you actually seen the planet going into a star?"

"Наистина ли сте видяли планетата да влиза в звезда?"

Because they thought that if you are having a telescope,

Защото мислеха, че ако имаш телескоп,

you are an astronomer so what you are doing

си астроном и това, което правиш,

is actually looking in a telescope.

всъщност е да гледаш през телескопа.

And you might have seen the planet going into a star.

И може да си видял планетата да влиза в звезда.

And I was saying, "No, excuse me.

А аз отговарях: "Не, извинете.

What I see is this one."

Виждам ето това."

(Laughter)

(Смях)

It's just incredible. Because nobody understood really.

Просто невероятно е. Защото всъщност никой не разбра.

I bet that there were very few people

Обзалагам се, че имаше много малко хора,

who really understood what I'm talking about.

които наистина разбраха за какво говоря.

Because this is the indication that the planet went into the star.

Защото това е индикация, че планетата е влязла в звездата.

It's amazing.

Изумително е.

The power of spectroscopy

Силата на спектроскопията

was actually realized

беше наистина осъзната

by Pink Floyd already in 1973.

от Пинк Флойд още през 1973-та.

(Laughter)

(Смях)

Because they actually said that

Защото те казват, че

you can get any color you like

може да получиш какъвто искаш цвят

in a spectrum.

в един спектър.

And all you need is time and money

Трябват ти само време и пари,

to make your spectrograph.

за да си направиш спектрограф.

This is the number one high resolution,

Това е спектрограф номер едно - с висока резолюция,

most precise spectrograph on this planet, called HARPS,

най-прецизният на тази планета, наречен HARPS,

which is actually used to detect

който се използва за откриване

extrasolar planets and sound waves

на извънслънчеви планети и звукови вълни

in the atmospheres of stars.

в атмосферите на звезди.

How we get spectra?

Как получаваме спектри?

I'm sure most of you know from school physics

Сигурен съм, че повечето от вас знаят от училищната физика -

that it's basically splitting a white light

това по същество е разделяне на бяла светлина

into colors.

на цветове.

And if you have a liquid hot mass,

А ако имаш течна гореща маса,

it will produce something which we call a continuous spectrum.

тя ще произведе нещо, което наричаме непрекъснат спектър.

A hot gas is producing emission lines only,

Един горещ газ произвежда само емисионни линии,

no continuum.

без континуум.

And if you place a cool gas in front of a

А ако поставиш хладен газ

hot source,

пред горещ източник,

you will see certain patterns

ще видиш определени модели,

which we call absorption lines.

които наричаме абсорбционни линии.

Which is used actually to identify chemical elements

Които се използват за идентифициране на химични елементи

in a cool matter,

в хладна материя,

which is absorbing exactly at those frequencies.

която абсорбира точно на тези честоти.

Now, what we can do with the spectra?

Онова, което можем да направим със спектрите

We can actually study line-of-sight velocities

е, че можем да проучим скоростите в обхвата на виждане

of cosmic objects.

на космически обекти.

And we can also study chemical composition

Можем също да проучваме химичния състав

and physical parameters of stars,

и физическите параметри на звезди,

galaxies, nebulae.

галаткити, мъглявини.

A star is the most simple object.

Една звезда е най-простият обект.

In the core, we have thermonuclear reactions going on,

В ядрото се извършват термоядрени реакции,

creating chemical elements.

създаващи химични елементи.

And we have a cool atmosphere.

И имаме хладна атмосфера.

It's cool for me.

Тя е хладна за мен.

Cool in my terms is three or four or five thousand degrees.

Хладно по моите мерки е три или четири, до пет хиляди градуса.

My colleagues in infra-red astronomy

Моите колеги в инфрачервената астрономия -

call minus 200 Kelvin is cool for them.

за тях минус 200 келвина е хладно.

But you know, everything is relative.

Но, нали знаете, всичко е относително.

So for me 5,000 degrees is pretty cool.

Така че за мен 5000 градуса е доста хладно.

(Laughter)

(Смях)

This is the spectrum of the Sun --

Това е спектърът на Слънцето.

24,000 spectral lines,

24 хиляди спектрални линии,

and about 15 percent of these lines is not yet identified.

и около 15 процента от тези линии още не са идентифицирани.

It is amazing. So we are in the 21st century,

Това е изумително. Ние сме в XXI век

and we still cannot properly understand

и все още не можем да разберем подобаващо

the spectrum of the sun.

спектъра на Слънцето.

Sometimes we have to deal with

Понякога трябва да се занимаваме

just one tiny, weak spectral line

само с една мъничка, слаба спектрална линия,

to measure the composition of that chemical element in the atmosphere.

за да измерим състава на този химичен елемент в атмосферата.

For instance, you see the spectral line of the gold

Например, виждате, че спектралната линия на златото

is the only spectral line in the spectrum of the Sun.

е единствената спектрална линия в спектъра на Слънцето.

And we use this weak feature

И използваме тази слаба черта,

to measure the composition

за да измерим състава

of gold in the atmosphere of the Sun.

на златото в атмосферата на Слънцето.

And now this is a work in progress.

Това е работа в развитие.

We have been dealing with a similarly very weak feature,

Занимаваме се с подобна много слаба черта,

which belongs to osmium.

която принадлежи на осмия.

It's a heavy element produced in thermonuclear

Това е тежък елемент, произвеждан

explosions of supernovae.

при темроядрени експлозии на супернови.

It's the only place where you can produce, actually, osmium.

Това всъщност е единственото място, където може да се произвежда осмий.

Just comparing the composition of osmium

Просто сравнявайки състава на осмий

in one of the planet host stars,

в една от звездите, имащи планети,

we want to understand why there is so much

искаме да разберем защо там има толкова много

of this element.

от този елемент.

Perhaps we even think that maybe

Вероятно дори мислим, че може би

supernova explosions trigger formations of planets and stars.

експлозиите на супернови предизвикват формации от планети и звезди.

It can be an indication.

Това може да бъде индикация.

The other day, my colleague from Berkeley,

Онзи ден колегата ми от Бъркли,

Gibor Basri, emailed me

Гибор Басри, ми изпрати по и-мейла

a very interesting spectrum,

един много интересен спектър

asking me, "Can you have a look at this?"

с въпроса: "Може ли да погледнеш това?"

And I couldn't sleep, next two weeks,

Следващите две седмици не можах да спя,

when I saw the huge amount of oxygen

когато видях огромното количество кислород

and other elements in the spectrum of the stars.

и други елементи в спектъра на звездите.

I knew that there is nothing like that observed in the galaxy.

Знаех, че в галактиката не е било наблюдавано нищо такова.

It was incredible. The only conclusion we could make from this

Беше невероятно. Единственото заключение, което можем да направим от това,

is clear evidence that there was a supernova explosion

е явно доказателство, че е имало експлозия на супернова

in this system, which polluted the atmosphere

в тази система, която е замърсила атмосферата

of this star.

на тази звезда.

And later a black hole was formed

А по-късно се е формирала черна дупка

in a binary system,

в бинарна система,

which is still there with a mass of about

която е още там с маса от около

five solar masses.

пет слънчеви маси.

This was considered as first evidence that actually black holes

Това беше смятано за първо доказателство, че всъщност черните дупки

come from supernovae explosions.

произхождат от експлозии на супернови.

My colleagues, comparing composition of chemical elements

Моите колеги, сравняващи състава на химични елементи

in different galactic stars,

на различни галактически звезди

actually discovered alien stars in our galaxy.

всъщност откриха чужди звезди в нашата галактика.

It's amazing that you can go so far

Изумително е, че можеш да стигнеш толкова далеч

simply studying the chemical composition of stars.

просто чрез изучаване на химичния състав на звездите.

They actually said that one of the stars you see in the spectra

Всъщност казват, че една от звездите, които виждате в спектрите,

is an alien. It comes from a different galaxy.

е чужда. Идва от различна галактика.

There is interaction of galaxies. We know this.

Има взаимодействие на галактики. Знаем това.

And sometimes they just capture stars.

И понякога те просто улавят звезди.

You've heard about solar flares.

Чували сте за слънчевите изригвания.

We were very surprised to discover

Бяхме много изненадани да открием

a super flare,

едно супер изригване,

a flare which is thousands of millions of times

изригване, хиляди или милиони пъти

more powerful than those we see in the Sun.

по-мощно от онези, които виждаме в Слънцето.

In one of the binary stars in our galaxy

В една от бинарните звезди в нашата галактика,

called FH Leo,

наречена FH Leo,

we discovered the super flare.

открихме супер изригването.

And later we went to study the spectral stars

А по-късно продължихме с проучване на спектралните линии,

to see is there anything strange with these objects.

за да видим дали има нещо странно в тези обекти.

And we found that everything is normal.

Открихме, че всичко е нормално.

These stars are normal like the Sun. Age, everything was normal.

Тези звезди са нормални като Слънцето. Възраст - всичко беше нормално.

So this is a mystery.

Това е мистерия.

It's one of the mysteries we still have, super flares.

Една от мистериите, които още съществуват - супер изригванията.

And there are six or seven similar cases

В литературата се споменава

reported in the literature.

за шест или седем подобни случая.

Now to go ahead with this,

За да продължим напред с това,

we really need to understand chemical evolution of the universe.

наистина трябва да разберем химическата еволюция на Вселената.

It's very complicated. I don't really want you to

Много е сложно. Не искам наистина

try to understand what is here.

да се опитвате да разбирате какво има тук.

(Laughter)

(Смях)

But it's to show you how complicated is the whole story

Но това е, за да ви покажа колко сложна е цялата история

of the production of chemical elements.

с производството на химически елементи.

You have two channels --

Има два канала -

the massive stars and low-mass stars --

масивните звезди и звездите с ниска маса -

producing and recycling matter and chemical elements in the universe.

които произвеждат и рециклират материя и химически елементи във Вселената.

And doing this for 14 billion years,

Правят това от 14 милиарда години,

we end up with this picture,

и накрая имаме тази картина.

which is a very important graph,

Това е много важна графика,

showing relative abundances of chemical elements

показваща относително изобилие от химични елементи

in sun-like stars

в слънцеподобните звезди

and in the interstellar medium.

и междузвездната среда.

So which means that it's really impossible

Което означава, че е наистина невъзможно

to find an object where you find about 10 times more sulfur than silicon,

да се открие обект, в който намирате около 10 пъти повече сяра, отколкото силикон,

five times more calcium than oxygen. It's just impossible.

пет пъти повече калций, отколкото кислород. Просто е невъзможно.

And if you find one, I will say that

А ако намерите такъв, ще кажа,

this is something related to SETI,

че това е нещо, свързано със SETI.

because naturally you can't do it.

Защото по естествен път не може да се направи.

Doppler Effect is something very important

Доплеровият ефект е нещо много важно

from fundamental physics.

от фундаменталната физика.

And this is related to the change of the frequency

Това е свързано с промяната на честотата

of a moving source.

на движещ се източник.

The Doppler Effect is used to discover extrasolar planets.

Доплеровият ефект се използва за откриване на екзопланети.

The precision which we need

Прецизността, от която се нуждаем,

to discover a Jupiter-like planet

за да открием подобна на Юпитер планета

around a sun-like star

около слънцеподобна звезда

is something like 28.4 meters per second.

е около 28,4 метра в секунда.

And we need nine centimeters per second

А са ни нужни девет сантиметра в секунда,

to detect an Earth-like planet.

за да открием подобна на Земята планета.

This can be done with the future spectrographs.

Това може да се извърши с бъдещите спектрографи.

I, myself, I'm actually involved in the team

Самият аз всъщност участвам в екипа,

which is developing a CODEX,

който развива един КОДЕКС (CODEX),

high resolution, future generation spectrograph

спектрограф от бъдещо поколение с висока резолюция,

for the 42 meter E-ELT telescope.

за 42-метровия "Европейски голям телескоп" (E-ELT).

And this is going to be an instrument

Това ще бъде инструмент

to detect Earth-like planets

за откриване на подобни на Земята планети,

around sun-like stars.

около подобни на Слънцето звезди.

It is an amazing tool called astroseismology

Това е един изумителен инструмент, наречен астросеизмология,

where we can detect sound waves

с който можем да долавяме звукови вълни

in the atmospheres of stars.

в атмосферите на звезди.

This is the sound of an Alpha Cen.

Това е звукът на звезда от Алфа Кентавър.

We can detect sound waves

Можем да улавяме звукови вълни

in the atmospheres of sun-like stars.

в атмосферите на подобни на слънцето звезди.

Those waves have frequencies

Тези вълни имат честоти

in infrasound domain, the sound actually nobody knows, domain.

в инфразвуковата област, звукът, неизвестен всъщност за никого.

Coming back to the most important question,

Да се върнем на най-важния въпрос:

"Is there anybody out there?"

"Има ли някой там, навън?"

This is closely related

Това е тясно свързано

to tectonic and volcanic activity of planets.

с тектоничната и вулканична дейност на планетите.

Connection between life

Връзката между живота

and radioactive nuclei

и радиоактивните ядра

is straightforward.

е ясна.

No life without tectonic activity,

Няма живот без тектонична активност,

without volcanic activity.

без вулканична активност.

And we know very well that geothermal energy

А знаем много добре, че геотермалната енергия

is mostly produced by decay of uranium, thorium, and potassium.

се произвежда най-вече от разпада на уран, торий и калий.

How to measure, if we have planets

Как да измерваме, ако имаме планети,

where the amount of those elements is small,

където количеството на тези елементи е малко,

so those planets are tectonically dead,

така че тези планети са тектонично мъртви,

there cannot be life.

там не може да има живот.

If there is too much uranium or potassium or thorium,

Ако има твърде много уран, калий или торий,

probably, again, there would be no life.

вероятно също не би имало живот.

Because can you imagine everything boiling?

Защото можете ли да си представите всичко да кипи?

It's too much energy on a planet.

Това е твърде много енергия на една планета.

Now, we have been measuring abundance

Измервахме изобилието

of thorium in one of the stars with extrasolar planets.

на торий на една от звездите с екзопланети.

It's exactly the same game. A very tiny feature.

Точно същата ситуация. Много малък белег.

We are actually trying to measure this profile

Всъщност се опитваме да измерим този профил

and to detect thorium.

и да откриме торий.

It's very tough. It's very tough.

Много е трудно. Много е трудно.

And you have to, first you have to convince yourself.

Трябва първо да убедиш себе си.

Then you have to convince your colleagues.

После трябва да убедиш колегите си.

And then you have to convince the whole world

А после трябва да убедиш целия свят,

that you have actually detected something like this

че наистина си открил нещо такова

in the atmosphere of an extrasolar planet

в атмосферата на екзопланета

host star somewhere in 100 parsec away from here.

със звезда-домакин някъде на сто парсека разстояние оттук.

It's really difficult.

Наистина е трудно.

But if you want to know about a life on extrasolar planets,

Но ако искате да знаете за живота на екзопланетите,

you have to do this job.

трябва да вършите тази работа.

Because you have to know how much of radioactive element you have

Защото трябва да знаете какво количество радиоактивен елемент имате

in those systems.

в тези системи.

The one way to discover about aliens

Единственият начин да се открият извънземни

is to tune your radio telescope and listen to the signals.

е да настроите радиотелескопа си и да слушате сигналите.

If you receive something interesting,

Ако уловите нещо интересно -

well that's what SETI does actually,

е, всъщност това прави SETI,

what SETI has been doing for many years.

това прави SETI от много години.

I think the most promising way

Мисля, че най-обещаващият начин

is to go for biomarkers.

е да се търсят биомаркери.

You can see the spectrum of the Earth, this Earthshine spectrum,

Виждате спектъра на Земята, този спектър на земния блясък,

and that is a very clear signal.

и това е много ясен сигнал.

The slope which is coming, which we call a Red Edge,

Наклонът който идва, който наричаме Червен ръб,

is a detection of vegetated area.

разкрива район с растителност.

It's amazing that we can detect vegetation

Изумително е, че можем да откриваме растителност

from a spectrum.

по един спектър.

Now imagine doing this test

Представете си, ако се проведе този тест

for other planets.

за други планети.

Now very recently, very recently,

Много наскоро, много наскоро,

I'm talking about last six, seven, eight months,

говоря за последните около шест, седем, осем месеца,

water, methane, carbon dioxide

вода, метан, въглероден двуокис

have been detected in the spectrum

бяха открити в спектъра

of a planet outside the solar system.

на една планета извън слънчевата система.

It's amazing. So this is the power of spectroscopy.

Изумително е. Това е силата на спектроскопията.

You can actually go and detect

Всъщност може да отидеш, да откриеш

and study a chemical composition of planets

и да проучиш химичния състав на планети,

far, far, far from solar system.

далеч, далеч, далеч от слънчевата система.

We have to detect oxygen or ozone

Трябва да открием кислород или озон,

to make sure that we have all necessary conditions

за да се уверим, че имаме всички необходими условия

to have life.

за наличие на живот.

Cosmic miracles are something

Космическите чудеса са нещо,

which can be related to SETI.

което може да бъде отнесено към SETI.

Now imagine an object, amazing object,

Представете си сега един обект, изумителен обект,

or something which we cannot explain

или нещо, което не можем да обясним,

when we just stand up and say,

когато просто станем и кажем:

"Look, we give up. Physics doesn't work."

"Вижте, отказваме се. Физиката не действа."

So it's something which you can always refer to SETI and say,

Това е нещо, което винаги може да отнесете към SETI и да кажете:

"Well, somebody must be doing this, somehow."

"Е, някой трябва да прави това, някак."

And with the known physics etc,

С познатата физика и т.н.

it's something actually which has been pointed out

това е нещо, което е било изтъкнато

by Frank Drake,

от Франк Дрейк

many years ago, and Shklovsky.

преди много години [неясно].

If you see, in the spectrum of a planet host star,

Ако видите в спектъра на звездата, съдържаща планета,

if you see strange chemical elements,

ако видите странни химични елементи,

it can be a signal from a civilization

това може да е сигнал от цивилизация,

which is there and they want to signal about it.

която е там и иска да сигнализира за това.

They want to actually signal their presence

Те всъщност искат да сигнализират за присъствието си

through these spectral lines,

чрез тези спектрални линии

in the spectrum of a star, in different ways.

в спектъра на звездата, по различни начини.

There can be different ways doing this.

Може да има различни начини да се направи това.

One is, for instance, technetium

Ето един, например - технеций

is a radioactive element

е радиоактивен елемент

with a decay time of 4.2 million years.

с време на разпад от около 4,2 милиона години.

If you suddenly observe technetium

Ако внезапно забележите технеций

in a sun-like star,

в подобна на слънцето звезда,

you can be sure that somebody has put this

може да сте сигурни, че някой е сложил

element in the atmosphere,

този елемент в атмосферата,

because in a natural way it is impossible to do this.

защото по естествен път това е невъзможно да се случи.

Now we are reviewing the spectra of about

Сега разглеждаме спектрите на около

300 stars with extrasolar planets.

300 звезди с екзопланети.

And we are doing this job since 2000

Занимаваме се с тази работа от 2000 г.

and it's a very heavy project.

и това е много тежък проект.

We have been working very hard.

Работим много усърдно.

And we have some interesting cases,

И имаме някои интересни случаи,

candidates, so on, things which we can't really explain.

кандидати и така нататък, неща, които всъщност не можем да обясним.

And I hope in the near future

Надявам се в близко бъдеще

we can confirm this.

да можем да потвърдим това.

So the main question: "Are we alone?"

Главният въпрос е: "Сами ли сме?"

I think it will not come from UFOs.

Мисля, че няма да дойде от НЛО.

It will not come from radio signals.

Няма да дойде от радиосигнали.

I think it will come from a spectrum like this.

Мисля, че ще дойде от ето такъв спектър.

It is the spectrum of a planet like Earth,

Това е спектърът на планета като Земята,

showing a presence of nitrogen dioxide,

показващ присъствие на азотен окис

as a clear signal of life,

като ясен сигнал за живот,

and oxygen and ozone.

кислород и озон.

If, one day, and I think it will be

Ако един ден, а мисля, че това ще бъде

within 15 years from now, or 20 years.

до 15 години, или 20 години.

If we discover a spectrum like this

Ако открием такъв спектър,

we can be sure that there is life on that planet.

можем да сме сигурни, че има живот на тази планета.

In about five years we will discover

До около пет години ще открием

planets like Earth, around sun-like stars,

планети като Земята, около подобни на слънцето звезди,

the same distance as the Earth from the Sun.

на същото разстояние като Земята от Слънцето.

It will take about five years.

Ще отнеме около пет години.

And then we will need another 10, 15 years

А после ще ни трябват още 10-15 години

with space projects

с космически проекти,

to get the spectra of Earth-like planets like the one I showed you.

за да получим спектрите на подобни на Земята планети като тази, която ви показах.

And if we see the nitrogen dioxide

А ако видим азотния окис

and oxygen,

и кислород,

I think we have the perfect E.T.

мисля, че имаме съвършеното Извънземно.

Thank you very much.

Благодаря много.

(Applause)

(Аплодисменти)