Why Earth may someday look like Mars | Anjali Tripathi

Translator: Joseph Geni Reviewer: Joanna Pietrulewicz

מתרגם: Shlomo Adam מבקר: Ido Dekkers

So when you look out at the stars at night,

כשאתם מתבוננים בכוכבים, בלילה,

it's amazing what you can see.

מדהים מה אפשר לראות.

It's beautiful.

זה נהדר.

But what's more amazing is what you can't see,

אבל מה שיותר מדהים הוא מה שאינכם יכולים לראות,

because what we know now

כי היום ידוע לנו

is that around every star or almost every star,

שסביב כל כוכב, או שמש, או כמעט סביב כולם,

there's a planet,

יש כוכב-לכת,

or probably a few.

או כמה כאלה.

So what this picture isn't showing you

אז מה שלא רואים בתמונה הזאת

are all the planets that we know about

הוא את כל כוכבי הלכת המוכרים לנו

out there in space.

שיש בחלל.

But when we think about planets, we tend to think of faraway things

אבל כשאנו חושבים על כוכבי-לכת אנו נוטים לחשוב על עצמים רחוקים

that are very different from our own.

ושונים מאד מכוכב הלכת שלנו.

But here we are on a planet,

אבל אנו הרי חיים על כוכב-לכת,

and there are so many things that are amazing about Earth

ויש בכדור הארץ דברים נפלאים כה רבים,

that we're searching far and wide to find things that are like that.

עד כי אנו מרחיקים לחפש אחר דברים דומים.

And when we're searching, we're finding amazing things.

ובחיפושינו, אנו מוצאים דברים מופלאים.

But I want to tell you about an amazing thing here on Earth.

אך ברצוני לספר לכם על משהו מופלא, כאן, בכדור הארץ:

And that is that every minute,

בכל דקה ודקה

400 pounds of hydrogen

180 קילוגרמים של מימן

and almost seven pounds of helium

וכ-3 קילוגרמים של הליום

escape from Earth into space.

דולפים מכדור הארץ לחלל.

And this is gas that is going off and never coming back.

ומדובר בגזים שנפלטים ולעולם לא ישובו.

So hydrogen, helium and many other things

המימן, ההליום ורבים נוספים

make up what's known as the Earth's atmosphere.

מהווים את מה שמוכר כאטמוספירה של כדור הארץ.

The atmosphere is just these gases that form a thin blue line

האטמוספירה היא פשוט הגזים הללו שיוצרים שכבה כחולה ודקה

that's seen here from the International Space Station,

שרואים כאן, בצילום מתחנת החלל הבינלאומית,

a photograph that some astronauts took.

תמונה שצילמו אסטרונאוטים.

And this tenuous veneer around our planet

והרובד הדק הזה שמקיף את כוכב הלכת שלנו

is what allows life to flourish.

הוא שמאפשר לחיים לשגשג.

It protects our planet from too many impacts,

הוא מגונן על עולמנו מפני פגיעות רבות מדי,

from meteorites and the like.

של מטאורים וכדומה.

And it's such an amazing phenomenon

וזאת תופעה כה מדהימה

that the fact that it's disappearing

שהעובדה שהיא הולכת ונעלמת

should frighten you, at least a little bit.

צריכה להפחיד אותנו, לפחות קצת.

So this process is something that I study

אני חוקרת את התהליך הזה

and it's called atmospheric escape.

שקרוי "נידוף אטמוספרי".

So atmospheric escape is not specific to planet Earth.

הנידוף האטמוספרי איננו ייחודי לכוכב הלכת ארץ.

It's part of what it means to be a planet, if you ask me,

זהו חלק ממהותו של כל כוכב-לכת, אם תשאלו אותי,

because planets, not just here on Earth but throughout the universe,

כי כוכבי-לכת, לא רק כדור הארץ אלא בכל היקום,

can undergo atmospheric escape.

עלולים לעבור נידוף אטמוספרי.

And the way it happens actually tells us about planets themselves.

והדרך בה זה קורה יכולה ללמד אותנו על כוכבי הלכת עצמם.

Because when you think about the solar system,

כי כשאתם חושבים על מערכת השמש,

you might think about this picture here.

אתם אולי חושבים על התמונה הזאת,

And you would say, well, there are eight planets, maybe nine.

ואומרים, יש שמונה או תשעה כוכבי-לכת.

So for those of you who are stressed by this picture,

ומי שנכנס ללחץ בגלל התמונה הזאת,

I will add somebody for you.

אתן לו סיבה נוספת לכך.

(Laughter)

(צחוק)

Courtesy of New Horizons, we're including Pluto.

החללית "אופקים חדשים" מאפשרת לנו להוסיף את פלוטו.

And the thing here is,

והעניין הוא,

for the purposes of this talk and atmospheric escape,

למטרות ההרצאה הזאת והנידוף האטמוספרי,

Pluto is a planet in my mind,

פלוטו, מבחינתי, הוא כוכב-לכת,

in the same way that planets around other stars that we can't see

ממש כפי שכוכבי הלכת שמקיפים שמשות אחרות ואיננו יכולים לראותם

are also planets.

גם הם כוכבי-לכת.

So fundamental characteristics of planets

מאפיין יסודי של כוכבי-לכת

include the fact that they are bodies

כולל את העובדה שמדובר בגופים

that are bound together by gravity.

שמוחזקים יחד בכוח הכבידה.

So it's a lot of material just stuck together

כלומר, המון חומר שמודבק יחד

with this attractive force.

בעזרת כוח המשיכה הזה.

And these bodies are so big and have so much gravity.

הגופים האלה גדולים מאד ויש להם כבידה חזקה

That's why they're round.

ולכן הם עגולים.

So when you look at all of these,

אז כשמביטים בכולם,

including Pluto,

כולל פלוטו,

they're round.

רואים שהם עגולים.

So you can see that gravity is really at play here.

רואים שהכבידה אכן פעילה כאן.

But another fundamental characteristic about planets

אבל מאפיין יסודי נוסף של כוכבי-לכת

is what you don't see here,

הוא משהו שלא רואים כאן:

and that's the star, the Sun,

והוא הכוכב, השמש,

that all of the planets in the solar system are orbiting around.

שכל כוכבי הלכת במערכת השמש חגים סביבה.

And that's fundamentally driving atmospheric escape.

וזה גורם מרכזי ביסוד הנידוף האטמוספרי.

The reason that fundamentally stars drive atmospheric escape from planets

הסיבה ששמשות הן גורם יסוד בנידוף אטמוספרי של כוכבי-לכת

is because stars offer planets particles and light and heat

היא משום שהשמשות מציעות לכוכבי הלכת חלקיקים, אור וחום

that can cause the atmospheres to go away.

שעלולים לגרום לאטמוספירות להתנדף.

So if you think of a hot-air balloon,

למשל, אם תחשבו על בלון מלא באוויר חם,

or you look at this picture of lanterns in Thailand at a festival,

או תתבוננו בתמונה הזאת של פנסים בפסטיבל בתאילנד,

you can see that hot air can propel gasses upward.

תראו שהאוויר החם מסוגל לדחוף את הגזים כלפי מעלה.

And if you have enough energy and heating,

ואם יש מספיק אנרגיה וחום,

which our Sun does,

כמו לשמש שלנו,

that gas, which is so light and only bound by gravity,

הגז הקל, שרק הכבידה מחזיקה בו,

it can escape into space.

עלול להימלט לחלל.

And so this is what's actually causing atmospheric escape

וזה בדיוק מה שגורם לנידוף האטמוספרי,

here on Earth and also on other planets --

כאן, בכדור הארץ, ובכוכבי-לכת אחרים --

that interplay between heating from the star

המאבק שבין החום שמגיע מהשמש

and overcoming the force of gravity on the planet.

וההתגברות על כוח הכבידה של כוכב הלכת.

So I've told you that it happens

כפי שאמרתי, זה קורה

at the rate of 400 pounds a minute for hydrogen

בקצב של 180 ק"ג מימן וכ-3 ק"ג הליום לדקה.

and almost seven pounds for helium.

But what does that look like?

אבל איך זה נראה?

Well, even in the '80s,

ובכן, כבר בשנות ה-80 של המאה ה-20,

we took pictures of the Earth

צילמנו תמונות של כדור הארץ

in the ultraviolet

בעל-סגול

using NASA's Dynamic Explorer spacecraft.

בעזרת רכב החלל של נאס"א, ה"דינמיק אקספלורר".

So these two images of the Earth

שתי התמונות האלה של כוכב הלכת הארץ

show you what that glow of escaping hydrogen looks like,

מראות את הזוהר של המימן המתנדף,

shown in red.

המוצג באדום.

And you can also see other features like oxygen and nitrogen

ואפשר גם לראות חומרים נוספים כמו חמצן וחנקן

in that white glimmer

בלבן הקלוש הזה

in the circle showing you the auroras

שבמעגל שמראה את ההילות

and also some wisps around the tropics.

ובעוד כמה אניצים באזור הטרופי.

So these are pictures that conclusively show us

אלה תמונות שמראות לנו באופן משכנע

that our atmosphere isn't just tightly bound to us here on Earth

שהאטמוספירה שלנו אינה כבולה אלינו, כאן בכדור הארץ,

but it's actually reaching out far into space,

אלא היא מתפשטת הרחק לחלל,

and at an alarming rate, I might add.

ובקצב מדאיג, הייתי מוסיפה.

But the Earth is not alone in undergoing atmospheric escape.

אבל לא רק כדור הארץ עובר נידוף אטמוספרי.

Mars, our nearest neighbor, is much smaller than Earth,

מאדים, שכננו הקרוב ביותר, קטן בהרבה מארץ,

so it has much less gravity with which to hold on to its atmosphere.

ולכן יש לו כבידה פחותה בהרבה כדי להיאחז באטמוספירה שלו.

And so even though Mars has an atmosphere,

אז למרות שלמאדים יש אטמוספירה,

we can see it's much thinner than the Earth's.

אנו יכולים לראות שהיא דקה בהרבה משל כדור הארץ.

Just look at the surface.

ראו את פני השטח.

You see craters indicating that it didn't have an atmosphere

אנו רואים מכתשים שמצביעים על כך שלא היתה לו אטמוספירה

that could stop those impacts.

שיכלה לבלום את הפגיעות האלה.

Also, we see that it's the "red planet,"

כמו כן, אנו רואים שהוא "כוכב הלכת האדום",

and atmospheric escape plays a role

והנידוף האטמוספרי יש חלק בכך

in Mars being red.

שמאדים הינו אדום.

That's because we think Mars used to have a wetter past,

וזה, כי לדעתנו, למאדים היה עבר רטוב יותר,

and when water had enough energy, it broke up into hydrogen and oxygen,

וכשהמים הכילו די אנרגיה, הם התפרקו למימן וחמצן,

and hydrogen being so light, it escaped into space,

והיות שהמימן כה קל, הוא התנדף אל החלל,

and the oxygen that was left

והחמצן שנותר

oxidized or rusted the ground,

חימצן או החליד את הקרקע,

making that familiar rusty red color that we see.

ביוצרו את הגוון האדום החלוד המוכר שאנו רואים.

So it's fine to look at pictures of Mars

אז אין בעיה לצפות בתמונות של מאדים

and say that atmospheric escape probably happened,

ולקבוע שכנראה שאירע נידוף אטמוספרי,

but NASA has a probe that's currently at Mars called the MAVEN satellite,

אבל לנאס"א יש עכשיו במאדים גשושית בשם "לווין מייבן",

and its actual job is to study atmospheric escape.

שמשימתו לחקור את הנידוף האטמוספרי.

It's the Mars Atmosphere and Volatile Evolution spacecraft.

"מייבן" הן ר"ת של "האטמוספירה והאבולוציה הנדיפה של מאדים".

And results from it have already shown pictures very similar

והתוצאות שהתקבלו ממנו כבר הראו תמונות דומות מאד

to what you've seen here on Earth.

למה שראיתם כאן, בכדור הארץ.

We've long known that Mars was losing its atmosphere,

זה מכבר ידוע לנו שהמאדים מאבד את האטמוספירה שלו,

but we have some stunning pictures.

אבל יש לנו כמה תמונות מזעזעות.

Here, for example, you can see in the red circle

למשל, כאן, העיגול האדום,

is the size of Mars,

מייצג את גודלו של מאדים,

and in blue you can see the hydrogen escaping away from the planet.

ובכחול רואים את המימן שמתנדף מכוכב הלכת.

So it's reaching out more than 10 times the size of the planet,

הנידוף מתפשט לכדי פי 10 מגודל כוכב הלכת,

far enough away that it's no longer bound to that planet.

רחוק מספיק כדי לחמוק מאחיזת הכבידה של כוכב הלכת.

It's escaping off into space.

זה מתנדף לחלל.

And this helps us confirm ideas,

וזה עוזר לנו לאשש רעיונות,

like why Mars is red, from that lost hydrogen.

למשל, בשאלה מדוע מאדים אדום עקב אובדן המימן.

But hydrogen isn't the only gas that's lost.

אבל המימן איננו הגז היחיד שאובד.

I mentioned helium on Earth and some oxygen and nitrogen,

ציינתי שמכדור הארץ מתנדפים הליום וקצת חמצן וחנקן,

and from MAVEN we can also look at the oxygen being lost from Mars.

ובעזרת "מייבן" אנו יכולים לבחון את החמצן שמתנדף ממאדים.

And you can see that because oxygen is heavier,

אתם רואים שמשום שהחמצן כבד יותר,

it can't get as far as the hydrogen,

הוא לא מתרחק כמו המימן,

but it's still escaping away from the planet.

אבל הוא בכל זאת מתנדף מכוכב הלכת.

You don't see it all confined into that red circle.

אתם רואים שהוא אינו מוגבל לתחומי העיגול האדום.

So the fact that we not only see atmospheric escape on our own planet

אז העובדה שאיננו מוצאים נידוף אטמוספרי רק בכוכב הלכת שלנו

but we can study it elsewhere and send spacecraft

אלא מסוגלים לחקור זאת במקום אחר ולשגר לשם רכב חלל,

allows us to learn about the past of planets

מאפשרת לנו ללמוד אודות עברם של כוכבי-לכת

but also about planets in general

אבל גם באופן כללי על כוכבי הלכת

and Earth's future.

ועל עתידו של כדור הארץ.

So one way we actually can learn about the future

דרך אחת שבה ביכולתנו ללמוד אודות העתיד

is by planets so far away that we can't see.

היא בעזרת כוכבי-לכת כה רחוקים, שאיננו יכולים לראותם.

And I should just note though, before I go on to that,

וכאן עלי לציין, בטרם אעבור לזה,

I'm not going to show you photos like this of Pluto,

שלא אראה לכם תמונות כאלה מפלוטו,

which might be disappointing,

וזה אולי מאכזב,

but that's because we don't have them yet.

אבל הסיבה היא שעדיין אין לנו תמונות כאלה.

But the New Horizons mission is currently studying atmospheric escape

אבל משימתה הנוכחית של "אופקים חדשים" היא לחקור את הנידוף האטמוספרי

being lost from the planet.

מכוכב הלכת.

So stay tuned and look out for that.

אז צפו לכך בזמן הקרוב.

But the planets that I did want to talk about

אבל כוכבי הלכת עליהם רציתי לדבר

are known as transiting exoplanets.

ידועים כ"כוכבי-לכת חיצוניים חולפים".

So any planet orbiting a star that's not our Sun

כל כוכב-לכת שחג סביב שמש שאיננה השמש שלנו

is called an exoplanet, or extrasolar planet.

מכונה "כוכב-לכת חיצוני", או "כוכב-לכת חוץ-סולארי".

And these planets that we call transiting

ולכוכבי הלכת שאנו מכנים "חולפים"

have the special feature

יש המאפיין המיוחד

that if you look at that star in the middle,

שכאשר צופים בשמש שבמרכז,

you'll see that actually it's blinking.

רואים שהיא מהבהבת.

And the reason that it's blinking

והסיבה לכך שהיא מהבהבת

is because there are planets that are going past it all the time,

היא משום שיש כוכבי-לכת שכל הזמן חולפים על פניה,

and it's that special orientation

והכיוון שלהם הוא כזה,

where the planets are blocking the light from the star

שהם חוסמים את אורה של השמש שלהם,

that allows us to see that light blinking.

וזה מאפשר לנו לראות שהאור הזה מהבהב.

And by surveying the stars in the night sky

ובעזרת סקירה של השמשות בשמי הלילה

for this blinking motion,

לאיתור התנועה המהבהבת הזאת,

we are able to find planets.

אנו מסוגלים למצוא כוכבי-לכת.

This is how we've now been able to detect over 5,000 planets

הצלחנו כך לאתר מעל 5,000 כוכבי-לכת

in our own Milky Way,

בשביל החלב שלנו,

and we know there are many more out there, like I mentioned.

וידוע לנו שיש עוד הרבה יותר, כפי שציינתי.

So when we look at the light from these stars,

אז כשאנו צופים בלילה בשמשות האלה,

what we see, like I said, is not the planet itself,

מה שאנו רואים, כפי שאמרתי, איננו כוכב הלכת עצמו,

but you actually see a dimming of the light

אלא עמעום של האור

that we can record in time.

שאפשר לתעד במשך זמן.

So the light drops as the planet decreases in front of the star,

כלומר, האור נחלש כשכוכב הלכת עובר לפני השמש,

and that's that blinking that you saw before.

וזהו ההבהוב שראיתם קודם.

So not only do we detect the planets

לא זו בלבד שאנו מסוגלים לזהות את כוכבי הלכת,

but we can look at this light in different wavelengths.

אלא גם לבחון את האור הזה באורכי-גל שונים.

So I mentioned looking at the Earth and Mars in ultraviolet light.

הזכרתי את הצפייה בכדור הארץ ובמאדים באור על-סגול.

If we look at transiting exoplanets with the Hubble Space Telescope,

כשאנו צופים בכוכבי הלכת החיצוניים החולפים דרך טלסקופ החלל "האבל",

we find that in the ultraviolet,

אנו מגלים שבאור על-סגול,

you see much bigger blinking, much less light from the star,

יש הבהובים גדולים יותר ומגיע פחות אור מן השמש,

when the planet is passing in front.

כשכוכב הלכת חולף על פניה.

And we think this is because you have an extended atmosphere of hydrogen

ולדעתנו זה בגלל אטמוספירה מורחבת של מימן

all around the planet

שמקיפה את כוכב הלכת

וגורמת לו להיראות גדול ומעורפל יותר

that's making it look puffier

and thus blocking more of the light that you see.

ובכך חוסמת יותר מן האור הנראה.

So using this technique, we've actually been able to discover

בעזרת הטכניקה הזאת הצלחנו לגלות

a few transiting exoplanets that are undergoing atmospheric escape.

כמה כוכבי-לכת חיצוניים חולפים שעוברים נידוף אטמוספרי.

And these planets can be called hot Jupiters,

ניתן לכנות "צדק חם" כמה מכוכבי-לכת אלה שגילינו,

for some of the ones we've found.

And that's because they're gas planets like Jupiter,

וזה משום שהם ענקים גזיים כמו צדק,

but they're so close to their star,

אבל הם כה קרובים אל השמש שלהם,

about a hundred times closer than Jupiter.

בערך פי 100 יותר מאשר צדק.

And because there's all this lightweight gas that's ready to escape,

ובגלל הימצאות כל הגז הקל הזה שמוכן להתנדף,

and all this heating from the star,

וכל החום של אותה שמש,

you have completely catastrophic rates of atmospheric escape.

מתקבל נידוף אטמוספירי בכמויות שואתיות.

So unlike our 400 pounds per minute of hydrogen being lost on Earth,

שלא כמו 180 הק"ג לדקה של המימן שמתנדף מכדור הארץ,

for these planets,

בכוכבי הלכת האלה

you're losing 1.3 billion pounds of hydrogen every minute.

אובדים בכל דקה כ-590 מיליון ק"ג מימן.

So you might think, well, does this make the planet cease to exist?

אולי תשאלו אם זה גורם לכוכב הלכת לחדול מלהתקיים.

And this is a question that people wondered

זאת שאלה שהעסיקה אנשים

when they looked at our solar system,

ביחס למערכת השמש שלנו,

because planets closer to the Sun are rocky,

כי כוכבי-לכת שקרובים לשמש הם סלעיים,

and planets further away are bigger and more gaseous.

ואלה שרחוקים ממנה - גדולים וגזיים יותר.

Could you have started with something like Jupiter

האם בהתחלה היו כוכבי-לכת כמו צדק,

that was actually close to the Sun,

שהיו קרובים לשמש,

ונפטרו מכל הגזים שלהם?

and get rid of all the gas in it?

We now think that if you start with something like a hot Jupiter,

כיום ידוע לנו שאם מתחילים עם משהו כמו "צדק חם",

you actually can't end up with Mercury or the Earth.

לא מגיעים למשהו כמו כוכב חמה או ארץ.

But if you started with something smaller,

אבל אם מתחילים ממשהו קטן יותר,

it's possible that enough gas would have gotten away

אפשרי שיהיה נידוף גז במידה מספקת

that it would have significantly impacted it

שתשפיע עליו באופן משמעותי

and left you with something very different than what you started with.

ויתקבל משהו שונה בתכלית ממה שהיה בתחילה.

So all of this sounds sort of general,

כל זה נשמע כללי מאד,

and we might think about the solar system,

ואנו אולי חושבים על מערכת השמש,

but what does this have to do with us here on Earth?

אבל מה זה קשור אלינו, כאן, בכדור הארץ?

Well, in the far future,

ובכן, בעתיד הרחוק,

the Sun is going to get brighter.

השמש תלך ותיעשה בהירה יותר ויותר.

And as that happens,

וכשזה יקרה,

the heating that we find from the Sun is going to become very intense.

החום שמגיע מהשמש ייעשה עז ביותר.

In the same way that you see gas streaming off from a hot Jupiter,

כמו שראיתם את הגז שזורם ומתנדף מ"צדק חם",

gas is going to stream off from the Earth.

כך יזרום ויתנדף גם הגז מכדור הארץ.

And so what we can look forward to,

אז הדבר שעלינו לצפות לו,

or at least prepare for,

או לפחות להיערך לקראתו,

is the fact that in the far future,

הוא העובדה שבעתיד הרחוק,

the Earth is going to look more like Mars.

כדור הארץ ייראה יותר כמו מאדים.

Our hydrogen, from water that is broken down,

המימן שלנו, מהמים שיתפרקו,

is going to escape into space more rapidly,

יתנדף מהר יותר אל החלל,

and we're going to be left with this dry, reddish planet.

ויישאר לנו כוכב-לכת יבש ואדמדם.

So don't fear, it's not for a few billion years,

אל פחד, זה יקרה רק בעוד כמה מיליארדי שנים,

so there's some time to prepare.

אז יש לנו קצת זמן להתכונן.

(Laughter)

(צחוק)

But I wanted you to be aware of what's going on,

אבל רציתי שתהיו מודעים למה שקורה,

not just in the future,

לא רק בעתיד,

but atmospheric escape is happening as we speak.

אלא לנידוף האטמוספרי שמתרחש ממש עכשיו.

So there's a lot of amazing science that you hear about happening in space

אנו שומעים על המון מדע מדהים שמתרחש בחלל

and planets that are far away,

ועל כוכבי-לכת מרוחקים,

and we are studying these planets to learn about these worlds.

ואנו אמנם חוקרים אותם כדי ללמוד על העולמות ההם.

But as we learn about Mars or exoplanets like hot Jupiters,

אבל כשאנו לומדים על מאדים ועל כוכבי-לכת חיצוניים מסוג "צדק חם",

we find things like atmospheric escape

אנו מגלים דברים כמו נידוף אטמוספרי

that tell us a lot more about our planet here on Earth.

שמלמדים אותנו הרבה יותר על כוכב הלכת שלנו, כאן בכדור הארץ.

So consider that the next time you think that space is far away.

אז קחו זאת בחשבון בפעם הבאה שתחשבו שהחלל נורא רחוק.

Thank you.

תודה לכם.

(מחיאות כפיים)

(Applause)