The galactic recipe for a living planet | Karin Öberg

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Traduttore: Elisabetta Babici Revisore: Simona Donda

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

Sono abbastanza sicura di non essere l'unica in questa stanza

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

che, a un certo punto, si è ritrovata a guardare le stelle,

and wondered, you know, "Are we it,

domandandosi: “Esistiamo solo noi

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

o ci sono altri pianeti viventi come il nostro là fuori?"

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

Immagino però di essere stata l'unica persona

who has obsessed enough about that question

a ossessionarsi a tal punto da questa domanda

to make it my career.

da farla diventare il mio lavoro.

But moving on.

Ma proseguiamo.

How do we get to this question?

Come arriviamo a questa domanda?

Well, I would argue the first thing to do

Direi che la prima cosa da fare

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

è di volgere lo sguardo dal cielo verso il nostro pianeta, la Terra,

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

e pensare a quanto la Terra sia stata fortunata

to be the living planet it is.

a essere il pianeta vivente che è.

Well, it had to be at least somewhat lucky.

Deve aver avuto una buona dose di fortuna.

Had we been sitting closer to the Sun

Se fossimo stati più vicini al Sole

or a bit further away,

o un po' più lontani,

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

l'acqua a nostra disposizione sarebbe bollita o evaporata.

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

Inoltre, non è scontato che ci sia acqua su un pianeta.

So had we been a dry planet,

Se fossimo stati un pianeta arido,

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

non ci sarebbe stata molta vita.

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

E se anche avessimo avuto tutta l'acqua che abbiamo oggi,

if that water had not been accompanied

se in quell'acqua non fosse stato presente

by the right kind of chemicals to get life going,

il giusto apporto di sostanze chimiche per mettere in moto la vita,

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

avremmo sì un pianeta bagnato, ma ugualmente deserto.

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

Siccome ci sono tante cose che possono andare storte,

what are the chances that they go right?

con quali probabilità possono invece andare dritte?

What are the chances that the planet forms

Quali sono le probabilità che ha il pianeta di formarsi

with at least the basic ingredients needed

quanto meno con gli ingredienti base necessari

to have an origins of life happening?

affinché si dia origine alla vita?

Well, let's explore that together.

Esploriamole insieme.

Per ottenere un pianeta vivente,

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

the first thing you're going to need

il primo ingrediente necessario

is a planet.

è un pianeta.

(Laughter)

(Risate)

But not any planet will do.

Ma non un pianeta qualsiasi.

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

Probabilmente avrete bisogno di un pianeta specifico e simile alla Terra,

A planet that is rocky,

un pianeta roccioso,

so you can have both oceans and land,

così da avere sia oceani che terre emerse,

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

e che non sia né troppo vicino né troppo lontano dalla sua stella,

but at the just-right temperature.

ma a una temperatura idonea,

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

atta a conservare l'acqua allo stato liquido.

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

Quanti di questi pianeti si trovano nella nostra galassia?

Well, one of the great discoveries of the past decades

Ebbene, una delle grandi scoperte degli ultimi decenni

is that planets are incredibly common.

è che i pianeti sono estremamente diffusi.

Almost every star has a planet around them.

Quasi ogni stella ha un pianeta attorno a sé.

Some have many.

Alcune ne hanno molti.

And among these planets,

E tra questi pianeti,

on the order of a few percent are earthlike enough

una piccola percentuale è abbastanza simile alla terra

that we would consider them potentially living planets.

da potersi considerare potenzialmente adatta alla vita.

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

Trovare il pianeta ideale in realtà non è così difficile,

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

se consideriamo che ci sono circa 100 miliardi di stelle

nella nostra galassia.

So that gives you about a billion potential living planets.

Questo significa avere circa un miliardo di potenziali pianeti viventi.

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

Ma non basta essere alla giusta temperatura

or have the right overall composition.

o avere la giusta composizione.

You also need the right chemicals.

Occorre avere anche le sostanze chimiche adatte.

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

Il secondo e importante ingrediente per creare un pianeta vivente è...

I think it's pretty intuitive --

penso sia abbastanza chiaro...

it's water.

è l'acqua.

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

Abbiamo definito il nostro pianeta come potenzialmente vivente

if it had the right temperature to keep water liquid.

se ha la giusta temperatura per mantenere l'acqua allo stato liquido.

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

E qui sulla Terra, la vita è basata sull'acqua.

But more generally,

Ma più in generale,

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

l'acqua è un ottimo punto d'incontro per le sostanze chimiche.

It is a very special liquid.

È un liquido molto speciale.

So this is our second basic ingredient.

Ed è il nostro secondo ingrediente base.

Now the third ingredient, I think,

Ora, il terzo ingrediente,

is probably a little bit more surprising.

credo che sia un po' più inaspettato.

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

Avremo bisogno di alcune sostanze organiche,

since we are thinking about organic life.

dato che stiamo parlando di vita organica.

But the organic molecule

Ma la molecola organica

that seems to be at the center of the chemical networks

che sembra essere al centro delle catene chimiche

that can produce biomolecules is hydrogen cyanide.

in grado di produrre molecole biologiche, è il cianuro di idrogeno.

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

Coloro che conoscono questa molecola,

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

sanno che è qualcosa da cui tenersi alla larga.

But it turns out

Ma a quanto pare,

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

ciò che è davvero velenoso per le forme di vita avanzate,

such as yourselves,

come voi,

is really, really good to get the chemistry started,

in realtà va molto bene per favorire la chimica,

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

quell’aspetto della chimica che può portare alle origini della vita.

So now we have our three ingredients that we need,

Adesso abbiamo i tre ingredienti che ci servono:

you know, the temperate planet,

il pianeta con un clima temperato,

water and hydrogen cyanide.

l'acqua e il cianuro di idrogeno.

So how often do these three come together?

Quante volte si incontrano questi tre elementi?

How many temperate planets are there out there

Quanti pianeti con un clima temperato esistono là fuori,

that have water and hydrogen cyanide?

dotati di acqua e cianuro di idrogeno?

Well, in an ideal world,

In un mondo ideale,

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

punteremmo uno dei nostri telescopi verso uno di questi pianeti temperati

and check for ourselves.

e verificheremmo coi nostri occhi,

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

così, semplicemente: “Su questi pianeti ci sono acqua e cianuri?"

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

Purtroppo, non abbiamo ancora telescopi abbastanza potenti per farlo.

We can detect molecules in the atmospheres of some planets.

Possiamo individuare le molecole nelle atmosfere di alcuni pianeti.

But these are large planets

Ma si tratta di grandi pianeti,

sitting often pretty close to their star,

che spesso si trovano vicino alla loro stella

nothing like these, you know, just-right planets

e che non sono per niente simili ai pianeti ideali

that we're talking about here,

di cui stiamo parlando,

which are much smaller and further away.

che sono molto più piccoli e lontani.

So we have to come up with another way.

Quindi, dobbiamo trovare un altro metodo.

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

L'altro metodo che abbiamo ideato e applicato è,

is to instead of looking for these molecules

invece di cercare queste molecole

in the planets when they exist,

nei pianeti quando esistono,

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

di cercarle nella materia che sta creando nuovi pianeti.

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

I pianeti si formano in dischi di polvere e gas intorno a giovani stelle.

And these discs get their material from the interstellar medium.

Questi dischi ricevono la materia dal mezzo interstellare.

Turns out that the empty space you see between stars

Si è scoperto che lo spazio vuoto che si vede tra le stelle,

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

quando si guarda verso l'alto e ci si pone domande esistenziali,

is not as empty as it seems,

non è così vuoto come sembra,

but actually full of gas and dust,

in realtà è pieno di gas e polvere

which can, you know, come together in clouds,

che può unirsi in nuvole,

then collapses to form these discs, stars and planets.

per poi collassare e formare dischi, stelle e pianeti.

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

E una delle cose che vediamo sempre quando guardiamo queste nuvole,

is water.

è l'acqua.

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

Credo che abbiamo la tendenza a pensare all'acqua

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

come a qualcosa di speciale per noi.

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

L'acqua è una delle molecole più abbondanti nell'universo,

including in these clouds,

anche tra queste nuvole,

these star- and planet-forming clouds.

queste nuvole che formano stelle e pianeti.

And not only that --

E non solo,

water is also a pretty robust molecule:

l'acqua è anche una molecola piuttosto robusta,

it's actually not that easy to destroy.

non è così facile da distruggere.

So a lot of this water that is in interstellar medium

Molta di quest'acqua presente nel mezzo interstellare

will survive the rather dangerous, collapsed journey from clouds

sopravviverà al pericoloso e collassato viaggio da nuvole,

to disc, to planet.

a disco e a pianeta.

So water is alright.

Quindi l'acqua c'è.

That second ingredient is not going to be a problem.

Il secondo ingrediente non sarà un problema.

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

La maggior parte dei pianeti si forma con un po' d'acqua.

So what about hydrogen cyanide?

E il cianuro di idrogeno?

Well, we also see cyanides and other similar organic molecules

Si possono vedere anche cianuri e altre molecole organiche simili

in these interstellar clouds.

in queste nuvole interstellari.

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

Ma in questo caso, siamo meno sicuri che le molecole sopravvivano

going from the cloud to the disc.

durante il viaggio da nuvola a disco.

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

Sono più delicate e più fragili.

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

Perciò, se vogliamo sapere se questo cianuro di idrogeno

is sitting in the vicinity of new planets forming,

si trova nelle vicinanze di nuovi pianeti in formazione,

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

bisognerebbe poterlo osservare nel disco stesso,

in these planet-forming discs.

in questi dischi protoplanetari.

So about a decade ago,

Circa dieci anni fa,

I started a program to look for this hydrogen cyanide

ho iniziato un programma per cercare il cianuro di idrogeno

and other molecules in these planet-forming discs.

e altre molecole in questi dischi protoplanetari.

And this is what we found.

Questo è ciò che abbiamo trovato.

So good news, in these six images,

Davvero una buona notizia: in queste sei immagini

those bright pixels represent emissions originating from hydrogen cyanide

quei pixel luminosi rappresentano emissioni originate da cianuro di idrogeno

in planet-forming discs hundreds of light-years away

in dischi protoplanetari distanti centinaia di anni luce,

that have made it to our telescope,

pervenute al nostro telescopio,

onto the detector,

sul rilevatore,

allowing us to see it like this.

permettendoci di vederle in questo modo.

So the very good news

L’ottima notizia è che questi dischi contengono cianuro di idrogeno,

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

That last, more elusive ingredient.

L’ultimo, più esclusivo ingrediente.

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

Ma la brutta notizia è che non sappiamo dove si trovi il cianuro nel disco.

If we look at these,

Se guardiamo queste...

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

non si può certo dire che siano delle belle immagini,

even at the time when we got them.

neanche nel momento in cui le abbiamo scattate.

You see the pixel size is pretty big

Noterete che la dimensione dei pixel è piuttosto grande,

and it's actually bigger than these discs themselves.

in realtà, è più grande dei dischi stessi.

So each pixel here

Ognuno di questi pixel

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

rappresenta qualcosa di molto più grande del nostro sistema solare.

And that means

Questo significa

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

che non sappiamo da quale punto del disco proviene il cianuro di idrogeno.

And that's a problem,

E questo è un problema,

perché questi pianeti temperati

because these temperate planets,

they can't access hydrogen cyanide just anywhere,

non possono accedere al cianuro di idrogeno ovunque,

but it must be fairly close to where they assemble

ma deve essere abbastanza vicino al punto di formazione dei pianeti

for them to have access to it.

affinché questi possano raggiungerlo.

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

Per capire meglio, pensiamo a un esempio analogo:

that is, of cypress growing in the United States.

la coltivazione di cipressi negli Stati Uniti.

So let's say, hypothetically,

Supponiamo che siate tornati dall'Europa

that you've returned from Europe

where you have seen beautiful Italian cypresses,

dove avete visto dei bellissimi cipressi italiani,

and you want to understand, you know,

e che vorreste capire

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

se abbia senso importarli negli Stati Uniti.

Could you grow them here?

Potreste coltivarli qui?

So you talk to the cypress experts,

Ne parlate con alcuni esperti di cipressi

they tell you that there is indeed

e vi dicono che in effetti esiste

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

una zona né troppo calda, né troppo fredda negli Stati Uniti

where you could grow them.

in cui si potrebbero coltivare.

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

Se avete una mappa ad alta risoluzione o un'immagine come questa,

it's quite easy to see that this cypress strip

si vede chiaramente questa fascia di cipressi

overlaps with a lot of green fertile land pixels.

sovrapporsi a molti pixel di terreno verde e fertile.

Even if I start degrading this map quite a bit,

Anche se cominciassi a digradare leggermente questa mappa,

making it lower and lower resolution,

rendendo la risoluzione sempre più bassa,

it's still possible to tell

si potrebbe ancora affermare

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

che esiste del terreno fertile sovrapposto a questa striscia.

But what about if the whole United States

Ma se tutti gli Stati Uniti

is incorporated into a single pixel?

fossero incorporati in un unico pixel?

If the resolution is that low.

Se la risoluzione fosse così bassa,

What do you do now,

cosa fareste,

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

come potreste capire se è possibile coltivare cipressi negli Stati Uniti?

Well the answer is you can't.

La risposta è che non non potete.

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

Sicuramente c'è del terreno fertile,

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

altrimenti non avreste quella tonalità di verde sul pixel,

but there's just no way of telling

ma non c'è modo di capire

whether any of that green is in the right place.

se quel verde si trova nel posto giusto.

And that is exactly the problem we were facing

Questo è esattamente il problema che stavamo affrontando

with our single-pixel images of these discs

con le nostre immagini relative ai dischi formate da un solo pixel

with hydrogen cyanide.

con cianuro di idrogeno.

So what we need is something analogous,

Ciò di cui abbiamo bisogno è qualcosa di analogo

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

almeno a quelle mappe a bassa risoluzione che vi ho appena mostrato,

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

per capire se c'è una sovrapposizione tra dove si trova il cianuro di idrogeno

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

e il punto in cui questi pianeti possono accedervi durante la loro formazione.

So coming to the rescue, a few years ago,

A venirci in soccorso, qualche anno fa,

is this new, amazing, beautiful telescope ALMA,

è stato questo nuovo, sorprendente, splendido telescopio ALMA,

the Atacama Large Millimeter and submillimeter Array

l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,

in northern Chile.

situato nel nord del Cile.

So, ALMA is amazing in many different ways,

ALMA è fantastico per diversi motivi,

but the one that I'm going to focus on

ma quello su cui mi concentrerò

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

è che, come vedete, io lo chiamo un telescopio,

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

ma potete osservare che ci sono più parabole in questa immagine.

And this is a telescope that consists of 66 individual dishes

Questo è un telescopio costituito da 66 singole parabole

that all work in unison.

che lavorano all'unisono.

And that means that you have a telescope

Ciò significa che abbiamo un telescopio

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

la cui dimensione è data dalla massima distanza tra le parabole

away from one another.

Which in ALMA's case are a few miles.

che, nel caso di ALMA, è di alcuni chilometri.

So you have a more than mile-sized telescope.

Abbiamo così un telescopio grande più di un chilometro.

And when you have such a big telescope,

E quando si ha un telescopio così grande,

you can zoom in on really small things,

è possibile ingrandire cose molto piccole

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

e realizzare mappe di cianuro di idrogeno nei dischi protoplanetari.

So when ALMA came online a few years ago,

Quando ALMA è entrato in funzione qualche anno fa,

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

questa è stata una delle prime cose per cui ho proposto di usarlo.

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

Che aspetto ha una mappa di cianuro di idrogeno in un disco?

Is the hydrogen cyanide at the right place?

Il cianuro di idrogeno si trova nel punto esatto?

And the answer is that it is.

La risposta è sì.

So this is the map.

Questa è la mappa.

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

Osservate l'emissione di cianuro di idrogeno diffusa su tutto il disco.

First of all, it's almost everywhere,

Si trova quasi ovunque,

which is very good news.

il che è davvero un'ottima notizia.

But you have a lot of extra bright emission

Ma c'è un'emissione di luce maggiore

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

nei pressi della stella, al centro del disco.

And this is exactly where we want to see it.

Questo è esattamente dove lo vogliamo vedere.

This is close to where these planets are forming.

Si trova vicino al luogo in cui i pianeti si stanno formando.

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

Tutto questo non lo osserviamo in un solo disco,

here are three more examples.

qui abbiamo altri tre esempi.

Potete vedere che tutti mostrano la stessa cosa:

You can see they all show the same thing --

lots of bright hydrogen cyanide emission

un’elevata emissione luminosa di cianuro di idrogeno

coming from close to the center of the star.

proveniente dai pressi del centro della stella.

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

Per completezza di informazione, non vediamo sempre questo.

There are discs where we see the opposite,

Esistono dischi dove si vede il contrario,

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

in cui in realtà c'è un buco nell'emissione vicino al centro

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

ed è l'opposto di quello che vogliamo vedere, giusto?

This is not places where we could research

Questi non sono luoghi in cui possiamo fare ricerche,

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

capire se c'è del cianuro di idrogeno dove questi pianeti si formano.

But in most cases,

Ma nella maggior parte dei casi,

we just don't detect hydrogen cyanide,

non solo individuiamo cianuro di idrogeno,

but we detect it in the right place.

ma lo rileviamo nel luogo esatto.

So what does all this mean?

Cosa significa tutto ciò?

Well, I told you in the beginning

All'inizio vi ho detto

that we have lots of these temperate planets,

che ci sono molti pianeti con un clima temperato,

maybe a billion or so of them,

forse un miliardo o anche più,

that could have life develop on them

che potrebbero sviluppare forme di vita

if they have the right ingredients.

se avessero gli ingredienti giusti.

And I've also shown

E vi ho anche mostrato

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

che spesso pensiamo di avere gli ingredienti giusti,

we have water, we have hydrogen cyanide,

abbiamo l'acqua, abbiamo il cianuro di idrogeno,

there will be other organic molecules as well

ci saranno anche altre molecole organiche

coming with the cyanides.

che derivano dai cianuri.

This means that planets with the most basic ingredients for life

Questo significa che i pianeti con gli ingredienti base per la vita

are likely to be incredibly common in our galaxy.

probabilmente sono molto diffusi nella nostra galassia.

And if all it takes for life to develop

E se tutto ciò che serve per dare origine alla vita

is to have these basic ingredients available,

è avere a disposizione questi ingredienti base,

there should be a lot of living planets out there.

lì fuori dovrebbero esistere molti pianeti con forme di vita.

But that is of course a big if.

Ma questo, ovviamente, è un grande "se".

And I would say the challenge of the next decades,

Credo che la sfida nei prossimi decenni,

for both astronomy and chemistry,

sia per l'astronomia che per la chimica,

is to figure out just how often

è di capire con quanta frequenza

we go from having a potentially living planet

passiamo dall'avere un pianeta potenzialmente vivente

to having an actually living one.

a un pianeta che effettivamente lo è.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)