The galactic recipe for a living planet | Karin Öberg

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Tłumaczenie: Anna G. Korekta: Marta Konieczna

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

Jestem pewna, że nie jestem jedyną osobą na tej sali,

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

która w jakimś momencie zaczęła zastanawiać się, patrząc w gwiazdy,

and wondered, you know, "Are we it,

czy nasza planeta, to już wszystko?

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

Czy są inne, zamieszkałe planety, podobne do naszej?

Możliwe, że jestem jedyną osobą,

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

who has obsessed enough about that question

która ma taką obsesję na tym punkcie,

to make it my career.

że zrobiła z tego tematu swój zawód.

But moving on.

How do we get to this question?

Jak dochodzimy do tego pytania?

Well, I would argue the first thing to do

Pierwszą rzeczą, którą należałoby zrobić,

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

to przenieść wzrok z nieba na naszą planetę, Ziemię.

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

I pomyśleć, jakie szczęście miała Ziemia,

to be the living planet it is.

że została zamieszkałą planetą.

Well, it had to be at least somewhat lucky.

Musiała mieć choć trochę szczęścia.

Had we been sitting closer to the Sun

Gdybyśmy znaleźli się bliżej Słońca

or a bit further away,

lub tylko trochę dalej,

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

cała woda wyparowałaby lub zamarzła.

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

Nie jest pewnikiem, że planety mają wodę.

So had we been a dry planet,

Zatem, jeśli bylibyśmy suchą planetą,

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

nie byłoby na niej za wiele życia.

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

I nawet jeśli mielibyśmy tyle wody, ile mamy dzisiaj,

if that water had not been accompanied

jeśli wodzie nie towarzyszyłyby

by the right kind of chemicals to get life going,

odpowiednie substancje chemiczne, które utrzymywałyby życie,

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

mielibyśmy jedynie mokrą planetę, lecz tak samo martwą.

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

Także wiele rzeczy może pójść nie tak.

what are the chances that they go right?

Jakie są szanse na to, że wszystko się uda?

What are the chances that the planet forms

Jakie są szanse, że powstanie planeta

with at least the basic ingredients needed

z przynajmniej podstawowymi składnikami,

to have an origins of life happening?

potrzebnymi, by powstało życie?

Well, let's explore that together.

Spróbujmy dowiedzieć się tego razem.

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

Aby mieć planetę, na której jest życie,

the first thing you're going to need

najpierw trzeba mieć planetę.

is a planet.

(Laughter)

(Śmiech)

But not any planet will do.

Ale nie każda planeta się nada.

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

Potrzeba będzie raczej planety podobnej do Ziemi.

A planet that is rocky,

Planety skalistej,

so you can have both oceans and land,

aby mogła mieć zarówno oceany i ląd,

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

leżącej od swojej gwiazdy w odległości,

but at the just-right temperature.

która zapewnia odpowiednią temperaturę.

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

Musi być odpowiednia, by woda pozostała w stanie ciekłym.

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

Jak dużo takich planet mamy w naszej galaktyce?

Well, one of the great discoveries of the past decades

Jednym ze wspaniałych odkryć ostatnich dziesięcioleci jest to,

is that planets are incredibly common.

że planety są bardzo powszechne.

Almost every star has a planet around them.

Prawie każda gwiazda ma swoją planetę.

Some have many.

Niektóre mają ich wiele.

And among these planets,

I pośród tych planet,

on the order of a few percent are earthlike enough

jedynie kilka procent jest na tyle podobnych do Ziemi,

that we would consider them potentially living planets.

byśmy mogli rozważać, czy istnieje na nich życie.

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

Więc właściwie nie jest trudno o odpowiednią planetę,

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

jeśli założymy, że jest 100 miliardów gwiazd w naszej galaktyce.

So that gives you about a billion potential living planets.

To daje nam około miliarda planet, gdzie potencjalnie może istnieć życie.

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

Lecz nie wystarcza jedynie właściwa temperatura

or have the right overall composition.

lub właściwy ogólny skład.

You also need the right chemicals.

Potrzebne są też właściwe substancje chemiczne.

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

Drugim i niemniej ważnym składnikiem żywej planety jest...

I think it's pretty intuitive --

Myślę, że to dość intuicyjne.

it's water.

Jest to woda.

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

Zakładamy, że na planecie może potencjalnie istnieć życie,

if it had the right temperature to keep water liquid.

jeśli temperatura pozwala wodzie zachować stan ciekły.

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

A tu na Ziemi życie bazuje na wodzie.

But more generally,

Lecz bardziej ogólnie,

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

woda stanowi dobre środowisko łączenia się substancji chemicznych.

It is a very special liquid.

To wyjątka ciecz.

So this is our second basic ingredient.

Więc to nasz drugi podstawowy składnik.

Now the third ingredient, I think,

Myślę, że trzeci składnik

is probably a little bit more surprising.

okaże się zaskakujący.

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

Będziemy tu potrzebować pewnych składników organicznych,

since we are thinking about organic life.

jeśli mówimy o życiu organicznym.

But the organic molecule

Zatem tą cząstką organiczną,

that seems to be at the center of the chemical networks

która zdaje się stanowić centrum chemicznych sieci

that can produce biomolecules is hydrogen cyanide.

produkujących biomolekuły, jest cyjanowodór.

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

Ci z was, którzy wiedzą, czym jest ta cząsteczka,

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

wiedzą też, że lepiej trzymać się od niej z daleka.

But it turns out

Lecz okazuje się,

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

że to, co bardzo szkodliwe dla zaawansowanych form życia,

such as yourselves,

takich jak my, ludzie,

is really, really good to get the chemistry started,

jest bardzo, bardzo korzystne dla zapoczątkowania struktur chemicznych,

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

struktur, które mogą prowadzić do powstania życia.

So now we have our three ingredients that we need,

Więc mamy nasze trzy potrzebne składniki,

you know, the temperate planet,

planety o umiarkowanej temperaturze,

water and hydrogen cyanide.

wodę i cyjanowodór.

So how often do these three come together?

Jak często te składniki współwystępują?

How many temperate planets are there out there

Jak wiele jest planet o odpowiedniej temperaturze,

that have water and hydrogen cyanide?

mających wodę i cyjanowodór?

Well, in an ideal world,

W idealnym świecie,

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

skierowalibyśmy nasz teleskop w kierunku jednej z takich planet

and check for ourselves.

i sprawdzili.

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

"Czy te planety mają wodę i cyjanek?"

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

Niestety, jeszcze nie mamy odpowiednio dużego teleskopu, by to sprawdzić.

We can detect molecules in the atmospheres of some planets.

Możemy wykryć cząsteczki w atmosferach niektórych planet.

But these are large planets

Lecz to duże planety,

sitting often pretty close to their star,

często położone blisko swoich gwiazd,

nothing like these, you know, just-right planets

zatem nie są to idealne planety,

that we're talking about here,

o których tu mówimy,

which are much smaller and further away.

te bowiem są mniejsze i położone dalej.

So we have to come up with another way.

Więc musimy wymyślić inny sposób.

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

Ten inny sposób, który wymyśliliśmy,

is to instead of looking for these molecules

to nie szukanie tych cząsteczek na planetach,

in the planets when they exist,

które już istnieją,

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

lecz szukanie ich w materiale, z którego formuje się nowa planeta.

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

Planety formują się z dysków pyłu i gazu wokół młodych gwiazd.

And these discs get their material from the interstellar medium.

Te dyski pozyskują materiał z ośrodka międzygwiazdowego.

Turns out that the empty space you see between stars

Okazuje się, że przestrzeń, którą widzimy między gwiazdami,

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

kiedy patrzymy na nie, rozważając egzystencję,

is not as empty as it seems,

nie jest tak, jak nam się zdaje, pusta,

but actually full of gas and dust,

lecz jest pełna gazu i pyłu,

which can, you know, come together in clouds,

które mogą stworzyć chmury,

then collapses to form these discs, stars and planets.

następnie opaść, by stworzyć dyski, gwiazdy i planety.

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

To, co zawsze widzimy, patrząc na te chmury,

is water.

to woda.

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

Lubimy myśleć o wodzie,

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

jako o czymś, co jest dla nas wyjątkowe.

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

Woda jest jedną z najbardziej powszechnych cząsteczek we wszechświecie,

including in these clouds,

również w tych chmurach,

these star- and planet-forming clouds.

z których formują się gwiazdy i planety.

And not only that --

Lecz nie tylko.

water is also a pretty robust molecule:

Woda jest też całkiem silną cząsteczką,

it's actually not that easy to destroy.

nie jest łatwo ją zniszczyć.

So a lot of this water that is in interstellar medium

Dużo wody, która jest w medium międzygwiazdowym,

will survive the rather dangerous, collapsed journey from clouds

przetrwa tę raczej niebezpieczną przemianę z chmur

to disc, to planet.

do dysku, do planety.

So water is alright.

Więc woda ma się dobrze.

That second ingredient is not going to be a problem.

Ten drugi składnik nie będzie stanowił problemu.

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

Większość planet utworzy się z jakimś dostępem do wody.

So what about hydrogen cyanide?

Co zatem z cyjanowodorem?

Well, we also see cyanides and other similar organic molecules

Widzimy też cyjanki i inne podobne cząsteczki organiczne

in these interstellar clouds.

w tych międzygwiezdnych chmurach.

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

Mamy jednak mniej pewności co do przetrwania tych cząsteczek,

going from the cloud to the disc.

podczas zmiany chmury w dysk.

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

Są po prostu bardziej delikatne.

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

Więc jeśli będziemy wiedzieć, że ten cyjanowodór

is sitting in the vicinity of new planets forming,

znajduje się w pobliżu nowo powstającej planety,

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

będziemy musieli zobaczyć go w samym dysku,

in these planet-forming discs.

w tych dyskach formujących planetę.

So about a decade ago,

Około 10 lat temu

I started a program to look for this hydrogen cyanide

rozpoczęłam program poszukiwania cyjanowodoru

and other molecules in these planet-forming discs.

i innych cząsteczek w dyskach formujących planety.

And this is what we found.

I oto, co znaleźliśmy.

So good news, in these six images,

Dobra wiadomość jest taka, że na tych sześciu obrazkach,

those bright pixels represent emissions originating from hydrogen cyanide

te jasne piksele reprezentują widmo pochodzące z cyjanowodoru,

in planet-forming discs hundreds of light-years away

w dyskach tworzących planety, setki lat świetlnych stąd.

that have made it to our telescope,

Dotarły do naszego teleskopu,

onto the detector,

do detektora,

allowing us to see it like this.

pozwalając nam oglądać je w ten sposób.

So the very good news

Dobra wiadomość jest taka,

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

że te dyski rzeczywiście mają w sobie cyjanowodór.

That last, more elusive ingredient.

Ostatni, bardziej nieuchwytny składnik.

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

Zła wiadomość jest taka, że nie wiemy, gdzie to dokładnie jest w dysku.

If we look at these,

Jeśli spojrzymy na te zdjęcia,

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

nikt nie powie, że są piękne,

even at the time when we got them.

nawet wtedy, kiedy je otrzymaliśmy.

You see the pixel size is pretty big

Widać dość duży rozmiar piksela,

and it's actually bigger than these discs themselves.

który jest właściwie większy, niż same dyski.

So each pixel here

Więc każdy piksel na zdjęciu

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

reprezentuje coś, co jest większe, niż nasz Układ Słoneczny.

And that means

To oznacza,

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

że nie wiemy, skąd pochodzi cyjanowodór w dysku.

And that's a problem,

A to problem,

because these temperate planets,

ponieważ te umiarkowane planety,

they can't access hydrogen cyanide just anywhere,

nie mogą czerpać cyjanowodoru skądkolwiek,

but it must be fairly close to where they assemble

lecz tylko z miejsca blisko gromadzenia się cyjanowodoru,

for them to have access to it.

aby taka planeta miała do niego dostęp.

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

Aby łatwiej było to zrozumieć, rozważmy podobny przykład,

that is, of cypress growing in the United States.

uprawiania cyprysów w Stanach Zjednoczonych.

So let's say, hypothetically,

Powiedzmy, hipotetycznie,

that you've returned from Europe

że wróciliście z Europy,

where you have seen beautiful Italian cypresses,

gdzie widzieliście piękne, włoskie cyprysy

and you want to understand, you know,

i chcecie zrozumieć,

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

czy importowanie ich do Stanów miałoby sens.

Could you grow them here?

Czy moglibyście je tu uprawiać?

So you talk to the cypress experts,

Więc rozmawiacie z ekspertami od cyprysów,

they tell you that there is indeed

którzy mówią wam, że faktycznie,

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

jest taki region w Stanach, nie za gorący, nie za zimny,

where you could grow them.

gdzie moglibyście je uprawiać.

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

I jeśli macie mapę o dobrej rozdzielczości lub takie zdjęcie,

it's quite easy to see that this cypress strip

łatwo dostrzec, że ten pas cyprysów

overlaps with a lot of green fertile land pixels.

pokrywa się w dużej mierze, z zielonymi, żyznymi pikselami.

Even if I start degrading this map quite a bit,

Nawet jeśli trochę zmniejszę jakość mapy,

making it lower and lower resolution,

do coraz mniejszej rozdzielczości,

it's still possible to tell

nadal można powiedzieć,

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

że jest żyzny pas pokrywający się z pasem cyprysów.

But what about if the whole United States

Lecz co, jeśli całe Stany Zjednoczone

is incorporated into a single pixel?

są zawarte w pojedynczym pikselu?

If the resolution is that low.

Jeśli rozdzielczość jest tak niska.

What do you do now,

Co teraz zrobicie,

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

jak teraz określicie, czy można uprawiać cyprysy w Stanach Zjednoczonych?

Well the answer is you can't.

Odpowiedź brzmi: nie da się.

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

Na pewno istnieje jakaś żyzna powierzchnia,

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

inaczej nie mielibyśmy tego zielonego cienia na pikselu,

but there's just no way of telling

lecz nie da się stwierdzić,

whether any of that green is in the right place.

czy ten obszar znajduje się we właściwym miejscu.

And that is exactly the problem we were facing

Z tym problemem się teraz mierzymy,

with our single-pixel images of these discs

z naszymi jedno-pikselowymi zdjęciami dysków

with hydrogen cyanide.

z cyjanowodorem.

So what we need is something analogous,

Więc potrzebujemy czegoś analogicznego,

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

przynajmniej do tych map o niskiej rozdzielczości.

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

aby ustalić, czy jest pokrycie między występowaniem cyjanowodoru

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

a tym, skąd formujące się planety mogą go pozyskać.

So coming to the rescue, a few years ago,

Kilka lat temu, pomocny okazał się

is this new, amazing, beautiful telescope ALMA,

nowy, wspaniały, piękny teleskop ALMA,

the Atacama Large Millimeter and submillimeter Array

czyli "Atacama Large Millimeter/ submillimeter Array"

in northern Chile.

w północnym Chile.

So, ALMA is amazing in many different ways,

ALMA jest wspaniały pod wieloma względami,

but the one that I'm going to focus on

lecz ja będę skupiać się na tym.

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

Nazywam go pojedynczym teleskopem,

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

lecz na tym zdjęciu widać wiele anten.

And this is a telescope that consists of 66 individual dishes

Jest to teleskop składający się z 66 oddzielnych anten,

that all work in unison.

które pracują w harmonii.

And that means that you have a telescope

To oznacza, że macie teleskop,

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

który jest tak duży, jak największy dystans dzielący

away from one another.

te anteny od siebie.

Which in ALMA's case are a few miles.

W przypadku ALMY to jest kilka kilometrów.

So you have a more than mile-sized telescope.

Więc mamy teleskop większy niż kilometr.

And when you have such a big telescope,

A jeśli ma się tak duży teleskop,

you can zoom in on really small things,

można przybliżyć widok małych rzeczy,

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

łącznie z tworzeniem map cyjanowodoru w dyskach tworzących planety.

So when ALMA came online a few years ago,

Więc kiedy ALMA powstała kilka lat temu,

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

od razu zasugerowałam, by użyć teleskopu w tym celu.

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

Jak wygląda mapa cyjanowodoru w dysku?

Is the hydrogen cyanide at the right place?

Czy cyjanowodór znajduje się we właściwym miejscu?

And the answer is that it is.

Odpowiedź brzmi: tak.

So this is the map.

A tak wygląda mapa.

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

Widzicie, że emisja cyjanowodoru rozkłada się po całym dysku.

First of all, it's almost everywhere,

Po pierwsze, jest on prawie wszędzie,

which is very good news.

a to bardzo dobra wiadomość.

But you have a lot of extra bright emission

I mamy dużo bardzo jasnych emisji,

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

pochodzących z pobliża gwiazdy, w kierunku dysku.

And this is exactly where we want to see it.

I to dokładnie tam, gdzie chcieliśmy to zobaczyć.

This is close to where these planets are forming.

Blisko tego miejsca formują się planety.

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

I widzimy to nie tylko w przypadku jednego dysku.

here are three more examples.

Tu mamy trzy dalsze przykłady.

You can see they all show the same thing --

Widać, że wszystkie pokazują to samo.

lots of bright hydrogen cyanide emission

Dużo jasnych emisji cyjanowodoru

coming from close to the center of the star.

pochodzących z pobliża środka gwiazdy.

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

Gwoli ścisłości, nie zawsze to widać.

There are discs where we see the opposite,

W niektórych dyskach widać coś zupełnie odmiennego,

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

jest tam dziura w emisji w pobliżu środka.

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

Więc to przeciwieństwo tego, co chcemy zobaczyć.

This is not places where we could research

To nie są miejsca, gdzie chcemy badać

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

istnienie cyjanowodoru wokół formujących się planet.

But in most cases,

Lecz w większości przypadków,

we just don't detect hydrogen cyanide,

nie wykrywamy po prostu cyjanowodoru,

but we detect it in the right place.

lecz wykrywamy go we właściwym miejscu.

So what does all this mean?

Co to wszystko oznacza?

Well, I told you in the beginning

Na początku powiedziałam,

that we have lots of these temperate planets,

że mamy wiele tych umiarkowanych planet,

maybe a billion or so of them,

może około miliarda,

that could have life develop on them

na których mogło powstać życie,

if they have the right ingredients.

jeśli mają właściwe składniki.

And I've also shown

Pokazałam także,

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

że często sądzimy, że mamy właściwe składniki.

we have water, we have hydrogen cyanide,

Mamy wodę, mamy cyjanowodór,

there will be other organic molecules as well

będą też inne cząsteczki organiczne

coming with the cyanides.

razem z cyjankami.

This means that planets with the most basic ingredients for life

To oznacza, że planety z najbardziej podstawowymi składnikami do życia,

are likely to be incredibly common in our galaxy.

będą bardzo popularne w naszej galaktyce.

And if all it takes for life to develop

I jeśli, aby rozwinąć życie,

is to have these basic ingredients available,

wystarczą te podstawowe składniki,

there should be a lot of living planets out there.

powinno istnieć wiele żywych planet.

But that is of course a big if.

Lecz dużo w tym wszystkim gdybania.

And I would say the challenge of the next decades,

Powiedziałabym, że wyzwaniem najbliższych dekad

for both astronomy and chemistry,

zarówno dla astronomii jak i chemii,

is to figure out just how often

jest ustalenie, jak często planeta,

we go from having a potentially living planet

którą uważamy za potencjalnie żywą,

to having an actually living one.

okazuje się w rzeczywistości żywą.

Thank you.

Dziękuję.

(Applause)

(Brawa)