The galactic recipe for a living planet | Karin Öberg

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Translator: Claudia Álvarez González Reviewer: Xosé María Moreno

So I'm pretty sure that I'm not the only one in this room

Estou bastante segura de que non son a única nesta sala

who at some point have found myself, you know, looking up towards the stars,

que algunha vez se descubriu mirando ás estrelas

and wondered, you know, "Are we it,

e se preguntou: "Somos os únicos?"

or are there other living planets out there such as our own?"

"Ou hai outros planetas nos que hai vida coma o noso?"

I guess it is possible that I'm then the only person

Creo que é posible que eu sexa a única persoa

who has obsessed enough about that question

que se obsesionou o suficiente con esa pregunta

to make it my career.

para convertila no meu traballo.

But moving on.

Pero sigamos.

How do we get to this question?

Como chegamos a esta cuestión?

Well, I would argue the first thing to do

Eu diría que o primeiro que hai que facer

is to turn our eyes back down from the sky to our own planet, the Earth.

é baixar a vista do ceo e mirar cara o noso planeta, a Terra.

And think about just how lucky did the Earth have to be

E pensar sobre a sorte que tivo que ter a Terra

to be the living planet it is.

para ser o planeta con vida que é hoxe.

Well, it had to be at least somewhat lucky.

Ben, polo menos tivo que ter algo de sorte.

Had we been sitting closer to the Sun

Se estivésemos un pouco máis preto do Sol

or a bit further away,

ou un pouco máis lonxe,

any water that we have had would have boiled off or frozen over.

a auga que temos estaría evaporada ou conxelada.

And I mean, it's not a given that a planet has water on it.

Quero dicir, non é un feito que un planeta teña auga.

So had we been a dry planet,

Se a Terra fose un planeta seco,

there would not have been a lot of life on it.

non habería moita vida nel.

And even if we had had all the water that we have today,

E incluso se tivésemos toda a auga que temos hoxe,

if that water had not been accompanied

se esa auga non estivese acompañada

by the right kind of chemicals to get life going,

polos elementos químicos adecuados para que a vida prospere,

we would have a wet planet, but just as dead.

teríamos un planeta húmido, pero morto.

So it's so many things that can go wrong,

Hai moitas cousas que poden saír mal, así que,

what are the chances that they go right?

cales son as probabilidades de que saian ben?

What are the chances that the planet forms

Que probabilidades hai de que o planeta se forme

with at least the basic ingredients needed

con, polo menos, os ingredientes básicos necesarios

to have an origins of life happening?

para que se produza a orixe da vida?

Well, let's explore that together.

Ben, descubrirémolo xuntos.

So if you're going to have a living planet,

Para ter un planeta con vida,

the first thing you're going to need

o primeiro que imos necesitar

is a planet.

é un planeta.

(Laughter)

(Risas)

But not any planet will do.

Pero non serve calquera planeta.

You're probably going to need a rather specific and earthlike planet.

Probablemente precisaremos un planeta bastante específico e similar á Terra.

A planet that is rocky,

Un planeta rochoso,

so you can have both oceans and land,

para poder ter océanos e terra,

and it's sitting neither too close nor too far away from its star,

e que non estea situado nin moi preto nin moi lonxe da súa estrela,

but at the just-right temperature.

senón que poda ter a temperatura axeitada.

And it's just right for liquid water, that is.

E o mesmo precisamos para ter auga líquida.

So how many of these planets do we have in our galaxy?

Cantos planetas así temos na nosa galaxia?

Well, one of the great discoveries of the past decades

Un dos grandes descubrimentos das últimas décadas

is that planets are incredibly common.

é que os planetas son incríblemente comúns.

Almost every star has a planet around them.

Case cada estrela ten un planeta ao seu arredor.

Some have many.

Algunhas teñen moitos.

And among these planets,

E entre estes planetas

on the order of a few percent are earthlike enough

un pequeno porcentaxe son o suficiente parecidos á Terra

that we would consider them potentially living planets.

como para que os consideremos potenciais planetas con vida.

So having the right kind of planet is actually not that difficult

Así que, ter o planeta axeitado non é tan difícil en realidade

when we consider that there's about 100 billion stars in our galaxy.

se temos en conta que hai cen mil millóns de estrelas na nosa galaxia.

So that gives you about a billion potential living planets.

Iso significa que hai mil millóns de potenciais planetas con vida.

But it's not enough to just be at the right temperature

Pero non é suficiente con estar á temperatura adecuada

or have the right overall composition.

ou ter a composición xeral pertinente.

You also need the right chemicals.

Tamén son necesarios certos elementos químicos.

And what the second and important ingredient to make a living planet is --

E cal é o segundo ingrediente importante para obter un planeta con vida?

I think it's pretty intuitive --

Creo que é bastante intuitivo.

it's water.

A auga.

After all, we did define our planet as being potentially living

Á fin e ao cabo, definimos o noso planeta como potencial planeta con vida

if it had the right temperature to keep water liquid.

se ten a temperatura adecuada para conter auga líquida.

And I mean, here on Earth, life is water-based.

Quero dicir, aquí na Terra, a vida está basada na auga.

But more generally,

Pero máis xeralmente,

water is just really good as a meeting place for chemicals.

a auga é moi boa como lugar de reunión para os elementos químicos.

It is a very special liquid.

É un líquido moi especial.

So this is our second basic ingredient.

Así que este é o noso segundo ingrediente básico.

Now the third ingredient, I think,

Agora, o terceiro ingrediente, penso,

is probably a little bit more surprising.

é problemente un pouco máis sorprendente.

I mean, we are going to need some organics in there,

Precisaremos algúns elementos orgánicos,

since we are thinking about organic life.

dado que estamos pensando en vida orgánica.

But the organic molecule

Pero a molécula orgánica

that seems to be at the center of the chemical networks

que semella estar no centro da rede química

that can produce biomolecules is hydrogen cyanide.

que pode producir biomoléculas é o cianuro de hidróxeno.

So for those of you who know what this molecule is like,

Para os que saiban como é esta molécula,

you know it's something that it's a good idea to stay away from.

saben que é algo do que é mellor manterse afastado.

But it turns out

Pero parece ser que

that what's really, really bad for advanced life forms,

algo que é realmente malo para as formas de vida avanzadas

such as yourselves,

coma nós,

is really, really good to get the chemistry started,

é realmente bo para que comece a química,

the right kind of chemistry that can lead to origins of life.

o tipo de química axeitada que pode levar á orixe da vida.

So now we have our three ingredients that we need,

Agora xa temos os tres ingredientes que precisamos,

you know, the temperate planet,

xa saben, o planeta temperado,

water and hydrogen cyanide.

auga e cianuro de hidróxeno.

So how often do these three come together?

Entón, con que frecuencia se reúnen os tres?

How many temperate planets are there out there

Cantos planetas coa temperatura axeitada que teñan

that have water and hydrogen cyanide?

auga e cianuro de hidróxeno hai aí fóra?

Well, in an ideal world,

Ben, nun mundo ideal,

we would now turn one of our telescopes towards one of these temperate planets

colocariamos os nosos telescopios cara un deses planetas temperados

and check for ourselves.

e comprobariamolo nós mesmos.

Just, "Do these planets have water and cyanides on them?"

Simplemente: "Estes planetas teñen auga e cianuros?"

Unfortunately, we don't yet have large enough telescopes to do this.

Por desgraza, aínda non temos telescopios suficientemente grandes para facelo.

We can detect molecules in the atmospheres of some planets.

Podemos detectar moléculas nas atmosferas dalgúns planetas.

But these are large planets

Pero estes planetas son grandes

sitting often pretty close to their star,

e están bastante preto da súa estrela,

nothing like these, you know, just-right planets

non coma eses planetas adecuados

that we're talking about here,

dos que estamos a falar,

which are much smaller and further away.

que son moito máis pequenos e afastados.

So we have to come up with another way.

Así que temos que atopar outra maneira.

And the other way that we have conceived of and then followed

A outra maneira que consideramos e seguimos

is to instead of looking for these molecules

é, en lugar de buscar estas moléculas

in the planets when they exist,

nos planetas que xa existen,

is to look for them in the material that's forming new planets.

buscalas no material que está formando novos planetas.

So planets form in discs of dust and gas around young stars.

Os planetas fórmanse en discos de pó e gas ao redor das estrelas.

And these discs get their material from the interstellar medium.

E estes discos obteñen o seu material do medio interestelar.

Turns out that the empty space you see between stars

O espazo baleiro que vemos

when you are looking up towards them, asking existential questions,

cando miramos as estrelas e nos preguntamos cuestións existenciais

is not as empty as it seems,

non está tan baleiro como semella,

but actually full of gas and dust,

senón que está cheo de pó e gas,

which can, you know, come together in clouds,

que pode xuntarse en forma de nubes,

then collapses to form these discs, stars and planets.

despois colapsa para formar estes discos, estrelas e planetas.

And one of the things we always see when we do look at these clouds

E unha das cousas que sempre vemos cando miramos estas nubes

is water.

é auga.

You know, I think we have a tendency to think about water

Creo que temos a tendencia a pensar que a auga

as something that's, you know, special to us.

é algo que é especial para nós.

Water is one of the most abundant molecules in the universe,

A auga é unha das moléculas máis abundantes do universo,

including in these clouds,

incluídas esas nubes,

these star- and planet-forming clouds.

esas que forman as estrelas e os planetas.

And not only that --

E non é simplemente iso,

water is also a pretty robust molecule:

a auga é unha molécula bastante robusta:

it's actually not that easy to destroy.

destruíla non é tan sinxelo.

So a lot of this water that is in interstellar medium

Polo tanto, moita desa auga que se atopa no medio interestelar

will survive the rather dangerous, collapsed journey from clouds

sobrevivirá as perigosas e turbulentas viaxes das nubes

to disc, to planet.

para chegar aos discos e planetas.

So water is alright.

A agua está ben.

That second ingredient is not going to be a problem.

O segundo ingrediente non vai ser un problema.

Most planets are going to form with some access to water.

Moitos planetas formaranse con algún tipo de acceso á agua.

So what about hydrogen cyanide?

Entón, que ocorre co cianuro de hidróxeno?

Well, we also see cyanides and other similar organic molecules

Ben, tamén observamos cianuros noutras moléculas orgánicas similares

in these interstellar clouds.

nestas nubes interestelares.

But here, we're less certain about the molecules surviving,

Pero aí non estamos tan seguros de que as moléculas sobrevivan

going from the cloud to the disc.

ao pasar da nube ao disco.

They're just a bit more delicate, a bit more fragile.

Son un pouco máis delicadas, un pouco máis fráxiles.

So if we're going to know that this hydrogen cyanide

Así que, se queremos saber se o cianuro de hidróxeno

is sitting in the vicinity of new planets forming,

se atopa preto dos planetas novos que se están formando,

we'd really need to see it in the disc itself,

teríamos que velo tamén no propio disco,

in these planet-forming discs.

nos discos que formarán o planeta.

So about a decade ago,

Hai unha década aproximadamente,

I started a program to look for this hydrogen cyanide

iniciei un programa para buscar o cianuro de hidróxeno

and other molecules in these planet-forming discs.

e outras moléculas nestes discos que forman os planetas.

And this is what we found.

E isto é o que atopamos.

So good news, in these six images,

Moi boas noticias nestas seis imaxes.

those bright pixels represent emissions originating from hydrogen cyanide

Os píxeles brillantes representan emisións orixinadas por cianuro de hidróxeno

in planet-forming discs hundreds of light-years away

en discos que formarán planetas a centos de anos luz

that have made it to our telescope,

e que chegaron ao noso telescopio,

onto the detector,

ao detector,

allowing us to see it like this.

e permitíronnos ver isto desta forma.

So the very good news

Así que a boa noticia

is that these discs do indeed have hydrogen cyanide in them.

é que esos discos teñen realmente cianuro de hidróxeno.

That last, more elusive ingredient.

Este último ingrediente, máis escorregadizo.

Now the bad news is that we don't know where in the disc it is.

Pero a mala noticia é que non sabemos onde se atopa no disco.

If we look at these,

Se observamos,

I mean, no one can say they are beautiful images,

ninguén pode dicir que sexan imaxes fermosas,

even at the time when we got them.

incluso no momento no que as tomamos.

You see the pixel size is pretty big

Poden ver que o tamaño do píxel é bastante grande

and it's actually bigger than these discs themselves.

e, en realidade, é máis grande que os propios discos.

So each pixel here

Cada un destes píxeles

represents something that's much bigger than our solar system.

representa algo que é moito máis grande que o noso sistema solar.

And that means

Iso quere dicir

that we don't know where in the disc the hydrogen cyanide is coming from.

que non sabemos de onde procede o cianuro de hidróxeno dentro do disco.

And that's a problem,

Iso é un problema,

because these temperate planets,

porque estes planetas temperados

they can't access hydrogen cyanide just anywhere,

poden acceder ao cianuro de hidróxeno en calquera lugar,

but it must be fairly close to where they assemble

pero debe estar o suficientemente preto de onde se forman

for them to have access to it.

para ter acceso a el.

So to bring this home, let's think about an analogous example,

Para entender mellor isto, pensemos nun exemplo análogo,

that is, of cypress growing in the United States.

o dos cipreses que crecen nos Estados Unidos.

So let's say, hypothetically,

Digamos, hipoteticamente,

that you've returned from Europe

que vostedes volveron de Europa,

where you have seen beautiful Italian cypresses,

onde viron fermosos cipreses italianos,

and you want to understand, you know,

e queren saber se

does it make sense to import them to the United States.

ten sentido importalos nos Estados Unidos.

Could you grow them here?

Podemos cultivalos aquí?

So you talk to the cypress experts,

Así que, falan con expertos en cipreses

they tell you that there is indeed

e eles dinlles que hai exactamente

a band of not-too-hot, not-too-cold across the United States

unha franxa nos Estados Unidos que non é moi calorosa nin moi fría

where you could grow them.

onde os poden plantar.

And if you have a nice, high-resolution map or image like this,

E se teñen un bo mapa ou imaxe coma esta cunha alta resolución,

it's quite easy to see that this cypress strip

é bastante sinxelo ver que esta franxa de cipreses

overlaps with a lot of green fertile land pixels.

se superpón con moitos píxeles de terra verde fértil.

Even if I start degrading this map quite a bit,

Incluso se comezamos a degradar un pouco este mapa,

making it lower and lower resolution,

e baixamos pouco a pouco a súa resolución,

it's still possible to tell

segue a ser posible dicir

that there's going to be some fertile land overlapping with this strip.

que vai haber terra fértil superposta con esta franxa.

But what about if the whole United States

Pero que ocorre se introducimos toda a superficie dos Estados Unidos

is incorporated into a single pixel?

nun único píxel?

If the resolution is that low.

Se a resolución é tan baixa.

What do you do now,

Como saberemos agora,

how do you now tell whether you can grow cypresses in the United States?

como poderemos dicir se podemos plantar cipreses ou non nos Estados Unidos?

Well the answer is you can't.

Ben, a resposta é que non podemos.

I mean, there's definitely some fertile land there,

Quero decir, é certo que hai terra fértil,

or you wouldn't have that green tint to the pixel,

senón non veríamos ese matiz verde no píxel,

but there's just no way of telling

pero non podemos afirmar

whether any of that green is in the right place.

que calquera deses matices verdes está no lugar adecuado.

And that is exactly the problem we were facing

Ese é precisamente o problema ao que nos enfrontamos

with our single-pixel images of these discs

coas imáxes dun só píxel deses discos

with hydrogen cyanide.

con cianuro de hidróxeno.

So what we need is something analogous,

O que precisamos é algo análogo,

at least those low-resolution maps that I just showed you,

polo menos eses mapas de baixa resolución que lles mostrei,

to be able to tell whether there's overlap between where the hydrogen cyanide is

para ser capaces de afirmar se a zona na que hai cianuro de hidróxeno se superpón

and where these planets can access it as they are forming.

coa zona na que os planetas poden acceder a el cando se forman.

So coming to the rescue, a few years ago,

Hai uns anos chegou ao rescate

is this new, amazing, beautiful telescope ALMA,

o novo, sorprendente e fermoso telescopio ALMA, polas súas siglas inglesas:

the Atacama Large Millimeter and submillimeter Array

Atacama Large Millimeter and submillimeter Array,

in northern Chile.

no norte de Chile.

So, ALMA is amazing in many different ways,

ALMA é sorprendente en diferentes aspectos,

but the one that I'm going to focus on

pero no que me vou centrar

is that, as you can see, I call this one telescope,

é que, como poden ver, eu digo que é un telescopio,

but you can there are actually many dishes in this image.

cando en realidade hai moitas antenas na imaxe.

And this is a telescope that consists of 66 individual dishes

Este telescopio está formado por 66 antenas individuais

that all work in unison.

que traballan ao unísono.

And that means that you have a telescope

Iso significa que temos un telescopio que mide

that is the size of the largest distance that you can put these dishes

o mesmo que a maior distancia á que podemos poñer as antenas

away from one another.

separadas entre sí.

Which in ALMA's case are a few miles.

No caso de ALMA, estamos a falar dalgúns quilómetros.

So you have a more than mile-sized telescope.

Temos agora un telescopio de máis dun quilómetro.

And when you have such a big telescope,

E cun telescopio deste tamaño

you can zoom in on really small things,

podemos ampliar cousas moi pequenas,

including making maps of hydrogen cyanide in these planet-forming discs.

e facer mapas sobre o cianuro de hidróxeno destes discos que formarán planetas.

So when ALMA came online a few years ago,

Cando ALMA foi accesible en liña hai uns anos,

that was one of the first things that I proposed that we use it for.

foi unha das primeiras cousas para as que propuxen que o utilizásemos.

And what does a map of hydrogen cyanide look like in a disc?

E como é un mapa de cianuro de hidróxeno nun disco?

Is the hydrogen cyanide at the right place?

Está o cianuro de hidróxeno no lugar correcto?

And the answer is that it is.

A resposta é afirmativa.

So this is the map.

Así que este é o mapa.

You see the hydrogen cyanide emission being spread out across the disc.

Poden ver como a emisión do cianuro de hidróxeno se expande polo disco.

First of all, it's almost everywhere,

Primeiro, está en case todas partes

which is very good news.

e isto é unha boa noticia.

But you have a lot of extra bright emission

Pero temos moita emisión extrabrillante

coming from close to the star towards the center of the disc.

que vén de preto da estrela cara ao centro do disco.

And this is exactly where we want to see it.

Aquí é exactamente onde queremos vela.

This is close to where these planets are forming.

Este lugar está preto de onde se forman os planetas.

And this is not what we see just towards one disc --

Isto non é o que vemos só nun único disco,

here are three more examples.

aquí temos tres exemplos máis.

You can see they all show the same thing --

Poden ver que todos amosan o mesmo:

lots of bright hydrogen cyanide emission

grandes emisións brillantes de cianuro de hidróxeno

coming from close to the center of the star.

procedentes de preto do centro da estrela.

For full disclosure, we don't always see this.

Para unha análise completa, isto non o vemos sempre así.

There are discs where we see the opposite,

Hai discos no que vemos o contrario,

where there's actually a hole in the emission towards the center.

onde hai un buraco na emisión cara ao centro.

So this is the opposite of what we want to see, right?

Isto é o contrario do que queremos ver, verdade?

This is not places where we could research

Nestes lugares non podemos investigar

if there is any hydrogen cyanide around where these planets are forming.

se hai cianuro de hidróxeno ao arredor de onde se están formando estes planetas.

But in most cases,

Pero en moitos casos,

we just don't detect hydrogen cyanide,

non detectamos só cianuro de hidróxeno,

but we detect it in the right place.

senón que o detectamos no lugar adecuado.

So what does all this mean?

Que significa todo isto?

Well, I told you in the beginning

Ben, como lles dixen ao principio,

that we have lots of these temperate planets,

temos moitos destes planetas temperados

maybe a billion or so of them,

quizais mil millóns aproximadamente

that could have life develop on them

nos que se podería orixinar vida

if they have the right ingredients.

se teñen os ingredientes axeitados.

And I've also shown

E tamén lles amosei

that we think a lot of the time, the right ingredients are there --

que moitas veces pensamos que os ingredientes están aí:

we have water, we have hydrogen cyanide,

temos auga, temos cianuro de hidróxeno

there will be other organic molecules as well

e tamén haberá outras moléculas orgánicas

coming with the cyanides.

que veñen cos cianuros.

This means that planets with the most basic ingredients for life

Isto quere dicir que os planetas cos ingredientes básicos para crear vida

are likely to be incredibly common in our galaxy.

son incriblemente comúns na nosa galaxia.

And if all it takes for life to develop

E se o único que fai falta para que se orixine a vida

is to have these basic ingredients available,

é ter dispoñibles estes ingredientes básicos

there should be a lot of living planets out there.

debería haber moitos planetas con vida aí fóra.

But that is of course a big if.

Pero iso aínda é unha grande hipótese.

And I would say the challenge of the next decades,

E eu diría que o reto para as próximas décadas,

for both astronomy and chemistry,

tanto para a astronomía como para a química,

is to figure out just how often

é averigurar cantas veces

we go from having a potentially living planet

un planeta con potencial para crear vida

to having an actually living one.

chega a ser un planeta con vida real.

Thank you.

Grazas.

(Applause)

(Aplausos)