The galactic recipe for a living planet | Karin Öberg

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Vertaald door: Rik Delaet Nagekeken door: Peter van de Ven

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

Ik ben er vrij zeker van dat ik niet de enige in deze zaal ben

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

die op een bepaald moment omhoog keek naar de sterren

and wondered, you know, "Are we it,

en zich afvroeg: "Zijn wij de enige,

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

of zijn er nog andere planeten met leven zoals de onze?"

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

Ik denk dat het mogelijk is dat ik dan de enige persoon ben

who has obsessed enough about that question

die geobsedeerd genoeg was door die vraag

to make it my career.

om er haar carrière van te maken.

But moving on.

Maar we gaan door.

How do we get to this question?

Hoe komen we tot deze vraag?

Well, I would argue the first thing to do

Ik zou zeggen dat het eerste wat we moeten doen,

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

is onze ogen afwenden van de hemel en naar onze eigen planeet Aarde kijken.

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

En bedenk hoeveel geluk de Aarde moest hebben

to be the living planet it is.

om een bewoonbare planeet te worden.

Well, it had to be at least somewhat lucky.

Ze moet op zijn minst wel een beetje geluk gehad hebben.

Had we been sitting closer to the Sun

Hadden wij dichter bij de Zon gezeten

or a bit further away,

of een beetje verder weg,

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

dan zou het water ofwel weggekookt ofwel bevroren zijn.

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

Ik bedoel dat het niet vanzelfsprekend is dat een planeet water heeft.

So had we been a dry planet,

Waren we een droge planeet geweest,

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

dan zou er niet veel leven op zijn geweest.

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

En zelfs als we al het water hadden dat we vandaag hebben,

if that water had not been accompanied

als dat water niet vergezeld was

by the right kind of chemicals to get life going,

van de juiste soort van chemische stoffen om het leven op te starten,

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

dan hadden we een natte planeet, maar net even dood.

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

Als zoveel dingen fout kunnen gaan,

what are the chances that they go right?

wat zijn dan de kansen dat ze goed gaan?

What are the chances that the planet forms

Wat zijn de kansen dat de planeet zich vormt

with at least the basic ingredients needed

met minstens de nodige basisingrediënten

to have an origins of life happening?

om het leven te laten beginnen?

Well, let's explore that together.

Laten we dat samen eens onderzoeken.

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

Je gaat voor een bewoonbare planeet.

the first thing you're going to need

Het eerste wat je nodig hebt,

is a planet.

is een planeet.

(Laughter)

(Gelach)

But not any planet will do.

Maar niet zomaar eender welke planeet.

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

Je hebt waarschijnlijk een typisch Aarde-achtige planeet nodig.

A planet that is rocky,

Een planeet die rotsachtig is,

so you can have both oceans and land,

zodat je zowel zeeën als land hebt,

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

en hij mag noch te dichtbij, noch te ver van zijn ster zitten,

but at the just-right temperature.

maar alleen in de juiste temperatuurzone.

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

En dat is waar water vloeibaar is.

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

Hoeveel van dit soort planeten hebben we in onze Melkweg?

Well, one of the great discoveries of the past decades

Een van de grote ontdekkingen van de afgelopen decennia

is that planets are incredibly common.

is dat er ongelooflijk veel planeten zijn.

Almost every star has a planet around them.

Bijna elke ster heeft een planeet om zich heen.

Some have many.

Sommige hebben er veel.

And among these planets,

En tussen deze planeten

on the order of a few percent are earthlike enough

zijn er een paar procent Aarde-achtig genoeg

that we would consider them potentially living planets.

dat we ze zouden kunnen beschouwen als planeten met mogelijk leven.

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

De juiste soort planeet hebben is dus eigenlijk niet zo moeilijk

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

als we weten dat er in ons melkwegstelsel ongeveer 100 miljard sterren zijn.

So that gives you about a billion potential living planets.

Dat geeft je ongeveer een miljard planeten met potentieel leven.

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

Maar het is niet genoeg om alleen de juiste temperatuur

or have the right overall composition.

of de juiste samenstelling te hebben.

You also need the right chemicals.

Je hebt ook de juiste chemicaliën nodig.

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

En het tweede en belangrijke ingrediënt voor een bewoonbare planeet --

I think it's pretty intuitive --

ik denk dat dat vrij intuïtief is --

it's water.

is water.

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

We definieerden immers onze planeet met potentieel leven

if it had the right temperature to keep water liquid.

als een met de juiste temperatuur voor vloeibaar water.

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

Ik bedoel dat hier op Aarde het leven gebaseerd is op water.

But more generally,

Maar meer in het algemeen

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

is water gewoon echt goed als ontmoetingsplaats voor chemische stoffen.

It is a very special liquid.

Het is een zeer speciale vloeistof.

So this is our second basic ingredient.

Dit is dus ons tweede basisingrediënt.

Now the third ingredient, I think,

Het derde ingrediënt is, denk ik,

is probably a little bit more surprising.

waarschijnlijk een beetje verrassender.

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

We gaan daar organische stoffen moeten hebben,

since we are thinking about organic life.

omdat we denken aan organisch leven.

But the organic molecule

Maar de organische molecule

that seems to be at the center of the chemical networks

die essentieel lijkt voor de chemische netwerken

that can produce biomolecules is hydrogen cyanide.

die biomoleculen kunnen produceren,

is waterstofcyanide.

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

Wie dit molecule kent,

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

weet dat je er beter van wegblijft.

But it turns out

Maar het blijkt

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

dat wat echt, echt slecht is voor geavanceerde vormen van leven,

such as yourselves,

zoals jullie,

is really, really good to get the chemistry started,

echt, echt goed is om die chemie mee te beginnen,

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

de juiste soort chemie die kan leiden tot het ontstaan van het leven.

So now we have our three ingredients that we need,

Nu hebben we onze drie benodigde ingrediënten,

you know, the temperate planet,

te weten: een gematigde planeet,

water and hydrogen cyanide.

water en waterstofcyanide.

So how often do these three come together?

Hoe vaak komen deze drie samen voor?

How many temperate planets are there out there

Hoeveel gematigde planeten zijn er

that have water and hydrogen cyanide?

met water en waterstofcyanide?

Well, in an ideal world,

In een ideale wereld

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

zouden we een van onze telescopen

naar een van die gematigde planeten richten

and check for ourselves.

en het zelf gaan bekijken.

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

Zo van: "Hebben deze planeten water en cyaniden?"

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

Helaas hebben we nog geen telescopen die groot genoeg zijn om dat te kunnen.

We can detect molecules in the atmospheres of some planets.

We kunnen moleculen detecteren in de atmosfeer van een aantal planeten.

But these are large planets

Maar dit zijn grote planeten

sitting often pretty close to their star,

die vaak vrij dicht bij hun ster zitten,

nothing like these, you know, just-right planets

niet zoals deze, weet je, net geschikte planeten

that we're talking about here,

waar we het hier over hadden,

which are much smaller and further away.

die veel kleiner en verder weg zijn.

So we have to come up with another way.

Dus moeten we het anders doen.

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

De andere manier die we bedachten en daarna hebben gevolgd,

is to instead of looking for these molecules

is om niet meer te zoeken naar deze moleculen

in the planets when they exist,

op bestaande planeten,

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

maar ernaar te zoeken in het materiaal waaruit nieuwe planeten ontstaan.

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

Planeten ontstaan in schijven van stof en gas rond jonge sterren.

And these discs get their material from the interstellar medium.

Deze schijven krijgen hun materiaal uit het interstellaire medium.

Turns out that the empty space you see between stars

Het blijkt dat de lege ruimte die je tussen de sterren ziet

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

wanneer je ernaar op zoek bent en existentiële vragen stelt,

is not as empty as it seems,

niet zo leeg is als ze lijkt,

but actually full of gas and dust,

maar eigenlijk vol met gas en stof,

which can, you know, come together in clouds,

dat zoals je weet, kan samenklonteren in wolken,

then collapses to form these discs, stars and planets.

en dan samentrekken om schijven, sterren en planeten te vormen.

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

Een van de dingen die we altijd zien als we naar deze wolken kijken,

is water.

is water.

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

Ik denk dat we de neiging hebben om water te zien

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

als iets speciaals voor ons.

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

Water is een van de meest voorkomende moleculen in het heelal,

including in these clouds,

inclusief in deze wolken,

these star- and planet-forming clouds.

deze ster- en planeetvormende wolken.

And not only that --

En dat niet alleen,

water is also a pretty robust molecule:

water is ook een erg robuust molecule:

it's actually not that easy to destroy.

het is niet zo makkelijk kapot te krijgen.

So a lot of this water that is in interstellar medium

Veel van dit water in de interstellaire ruimte

will survive the rather dangerous, collapsed journey from clouds

zal dus de nogal gevaarlijke instortreis overleven

van wolken, naar schijf, naar planeet.

to disc, to planet.

So water is alright.

Water is dus oké.

That second ingredient is not going to be a problem.

Dat tweede ingrediënt gaat niet echt een probleem zijn.

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

De meeste planeten krijgen bij hun vorming water mee.

So what about hydrogen cyanide?

Hoe zit het nu met waterstofcyanide?

Well, we also see cyanides and other similar organic molecules

We zien ook cyaniden en andere soortgelijke organische moleculen

in these interstellar clouds.

in deze interstellaire wolken.

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

Maar hier zijn we er minder zeker van of de moleculen gaan overleven

going from the cloud to the disc.

bij hun reis van wolk naar schijf.

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

Ze zijn wat delicater, kwetsbaarder.

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

Als we dus gaan weten dat dit waterstofcyanide

is sitting in the vicinity of new planets forming,

zich in de buurt van nieuwe planeten bevindt,

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

zouden we het echt moeten zien in de schijf zelf,

in these planet-forming discs.

in de planeetvormende schijven.

So about a decade ago,

Een jaar of tien geleden

I started a program to look for this hydrogen cyanide

startte ik een programma op om te zoeken naar dit waterstofcyanide

and other molecules in these planet-forming discs.

en andere moleculen in die planeetvormende schijven.

And this is what we found.

En dit is wat we gevonden hebben.

So good news, in these six images,

Goed nieuws dus, in deze zes beelden

those bright pixels represent emissions originating from hydrogen cyanide

vertegenwoordigen die heldere pixels uitstoot van waterstofcyanide

in planet-forming discs hundreds of light-years away

in planeetvormende schijven op honderden lichtjaren afstand

that have made it to our telescope,

die tot bij onze telescoop zijn geraakt,

onto the detector,

op de detector,

allowing us to see it like this.

zodat we ze konden zien als dit.

So the very good news

Het goede nieuws

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

is dat deze schijven inderdaad waterstofcyanide bevatten.

That last, more elusive ingredient.

Dat laatste, ongrijpbaardere ingrediënt.

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

Het slechte nieuws is dat we niet weten waar het zit in de schijf.

If we look at these,

Als we hiernaar kijken,

zal niemand kunnen zeggen dat het mooie beelden zijn,

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

even at the time when we got them.

zelfs niet toen we ze kregen.

You see the pixel size is pretty big

Je ziet dat de pixelgrootte vrij groot is,

and it's actually bigger than these discs themselves.

eigenlijk groter dan de schijven zelf.

So each pixel here

Elke pixel hier

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

is iets dat veel groter is dan ons zonnestelsel.

And that means

Dat betekent

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

dat we niet weten waar in de schijf het waterstofcyanide vandaan komt.

And that's a problem,

En dat is een probleem,

because these temperate planets,

omdat deze gematigde planeten

they can't access hydrogen cyanide just anywhere,

niet zomaar overal hun waterstofcyanide vandaan kunnen halen,

but it must be fairly close to where they assemble

maar het moet in de buurt zijn van waar ze zich vormen

for them to have access to it.

om erbij te kunnen.

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

Laten we om dit duidelijk te maken eens nadenken over een analoog voorbeeld,

that is, of cypress growing in the United States.

namelijk het kweken van cipressen in de Verenigde Staten.

So let's say, hypothetically,

Veronderstel dat je terugkomt uit Europa,

that you've returned from Europe

where you have seen beautiful Italian cypresses,

waar je prachtige, Italiaanse cipressen hebt gezien,

and you want to understand, you know,

en je wil wel eens weten

of het zin heeft om ze in de Verenigde Staten te importeren.

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

Could you grow them here?

Kan je ze hier kweken?

So you talk to the cypress experts,

Dus praat je met cipresexperts

they tell you that there is indeed

en die vertellen je dat er inderdaad een strook is

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

waar het niet al te warm, noch te koud is in de Verenigde Staten,

where you could grow them.

waar je ze zou kunnen telen.

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

En als je een mooie, hoge-resolutiekaart of afbeelding als deze hebt,

it's quite easy to see that this cypress strip

is het vrij gemakkelijk om te zien dat deze cipresstrook

overlaps with a lot of green fertile land pixels.

overlapt met veel pixels van groene, vruchtbare grond.

Even if I start degrading this map quite a bit,

Zelfs als ik deze kaart een beetje verslechter,

making it lower and lower resolution,

de resolutie verminder,

kunnen we nog steeds zeggen

it's still possible to tell

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

dat er vruchtbaar land overlapt met deze strook.

But what about if the whole United States

Maar wat als de hele Verenigde Staten

is incorporated into a single pixel?

samengebald wordt tot een enkele pixel?

If the resolution is that low.

Als de resolutie zo laag is.

What do you do now,

Wat doe je dan?

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

Hoe kan je dan zien of je cipressen kunt kweken in de Verenigde Staten?

Well the answer is you can't.

Wel, het antwoord is dat je dat niet kunt.

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

Ik bedoel dat er zeker wat vruchtbaar land is,

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

of je zou die groene tint niet hebben op die pixel,

but there's just no way of telling

maar je zou gewoon niet kunnen vertellen

whether any of that green is in the right place.

of iets van dat groen zich op de juiste plaats bevindt.

And that is exactly the problem we were facing

Dat is net het probleem waarmee we werden geconfronteerd

with our single-pixel images of these discs

met onze enkele-pixel afbeeldingen van deze schijven

with hydrogen cyanide.

met waterstofcyanide.

So what we need is something analogous,

Wat we dus nodig hebben, is iets analoogs,

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

minstens zo’n lage-resolutiekaarten zoals ik net liet zien,

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

om te kunnen bepalen of er overlap is

tussen de plaatsen waar er waterstofcyanide is

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

en waar deze planeten erbij kunnen als ze zich vormen.

So coming to the rescue, a few years ago,

Tot onze redding kwam er een paar jaar geleden

is this new, amazing, beautiful telescope ALMA,

deze nieuwe, fantastische, mooie telescoop, ALMA,

the Atacama Large Millimeter and submillimeter Array

de Atacama Large Millimeter and submillimeter Array

in northern Chile.

in het noorden van Chili.

So, ALMA is amazing in many different ways,

ALMA is geweldig op veel verschillende manieren,

but the one that I'm going to focus on

maar waar ik me op ga richten is deze --

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

zoals je kunt zien, noem ik dit één telescoop --

maar je ziet eigenlijk veel schotels in dit beeld.

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

And this is a telescope that consists of 66 individual dishes

Dit is een telescoop die bestaat uit 66 afzonderlijke schotels

that all work in unison.

die allemaal samenwerken.

And that means that you have a telescope

Dat betekent dat je een telescoop hebt

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

waarvan de grootte gelijk is aan de grootste afstand

waarop je deze schotels uit elkaar kan zetten.

away from one another.

Which in ALMA's case are a few miles.

In ALMA's geval is dat enkele kilometers.

So you have a more than mile-sized telescope.

Dus krijg je een meer dan een kilometer grote telescoop.

And when you have such a big telescope,

En met zo'n grote telescoop

you can zoom in on really small things,

kan je op echt kleine dingen inzoomen,

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

inclusief het maken van kaarten van waterstofcyanide

in planeetvormende schijven.

So when ALMA came online a few years ago,

Toen ALMA online kwam een paar jaar geleden,

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

was dat een van de eerste dingen die ik voorstelde om hem ervoor gebruiken.

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

Hoe ziet een kaart van waterstofcyanide in een schijf er uit?

Is the hydrogen cyanide at the right place?

Zit het waterstofcyanide op de juiste plaats?

And the answer is that it is.

En het antwoord is ja.

So this is the map.

Dit is de kaart.

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

Je ziet de waterstofcyanide-uitstoot verspreid over de schijf.

First of all, it's almost everywhere,

Ten eerste zit het bijna overal,

which is very good news.

en dat is heel goed nieuws.

But you have a lot of extra bright emission

Maar je hebt veel extra heldere uitstoot

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

komende uit de buurt van de ster naar het midden van de schijf.

And this is exactly where we want to see it.

En dat is precies waar we het willen zien.

This is close to where these planets are forming.

Dit is de buurt waar deze planeten worden gevormd.

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

We zien dat niet alleen bij één schijf --

here are three more examples.

hier zijn drie verdere voorbeelden.

Je kunt zien dat ze allemaal hetzelfde laten zien --

You can see they all show the same thing --

lots of bright hydrogen cyanide emission

hopen heldere waterstofcyanide-uitstoot

coming from close to the center of the star.

vanuit ongeveer het midden van de ster.

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

Om eerlijk te zijn, zien we dit niet altijd.

There are discs where we see the opposite,

Er zijn schijven waar we het omgekeerde zien,

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

waar er eigenlijk een gat zit in de emissie naar het centrum.

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

Het tegenovergestelde van wat wij willen zien.

Dit zijn geen plaatsen waar we zouden zoeken

This is not places where we could research

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

naar waterstofcyanide waar planeten zich vormen.

But in most cases,

Maar in de meeste gevallen

we just don't detect hydrogen cyanide,

vinden we niet alleen waterstofcyanide,

but we detect it in the right place.

maar we vinden het ook op de juiste plaats.

So what does all this mean?

Wat betekent dit allemaal?

Well, I told you in the beginning

Ik vertelde jullie in het begin

that we have lots of these temperate planets,

dat we heel veel gematigde planeten hebben,

maybe a billion or so of them,

misschien wel een miljard of zo,

that could have life develop on them

waarop leven zich kon ontwikkelen

if they have the right ingredients.

als ze de juiste ingrediënten hadden.

And I've also shown

Ik toonde ook aan

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

dat we denken dat de juiste ingrediënten er meestal ook zijn --

we have water, we have hydrogen cyanide,

we hebben water, we hebben waterstofcyanide,

there will be other organic molecules as well

evenals andere organische moleculen

coming with the cyanides.

samen met de cyaniden.

This means that planets with the most basic ingredients for life

Dit betekent dat planeten

met de meest basale ingrediënten voor leven

are likely to be incredibly common in our galaxy.

waarschijnlijk ongelooflijk veel voorkomen in onze Melkweg.

And if all it takes for life to develop

En als om leven te ontwikkelen

is to have these basic ingredients available,

alleen deze basisingrediënten nodig zijn,

there should be a lot of living planets out there.

dan zouden er veel planeten met leven moeten zijn.

But that is of course a big if.

Maar dat is natuurlijk een grote 'als'.

And I would say the challenge of the next decades,

Ik zou zeggen dat de uitdaging van de volgende decennia,

for both astronomy and chemistry,

voor zowel de sterrenkunde als de scheikunde,

is to figure out just how often

is om erachter te komen hoe vaak

we go from having a potentially living planet

planeten met potentieel leven

to having an actually living one.

ook werkelijk leven hebben.

Thank you.

Dank u.

(Applause)

(Applaus)