The galactic recipe for a living planet | Karin Öberg

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Tradutor: Singrid A. Queiroga Revisor: Carolina Aguirre

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

Tenho certeza que não sou a única pessoa nessa sala

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

que em algum momento, ao olhar para as estrelas,

and wondered, you know, "Are we it,

se perguntou: "Somos os únicos?

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

Ou existem outros planetas como o nosso com vida por aí?"

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

Mas é possível que eu seja a única pessoa

who has obsessed enough about that question

que ficou obcecada o suficiente com essa questão

to make it my career.

para fazer dela a minha carreira.

But moving on.

Mas seguindo em frente.

How do we get to this question?

Como chegamos a esta pergunta?

Well, I would argue the first thing to do

Eu argumentaria que a primeira coisa a fazer

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

é desviar os olhos do céu para o nosso próprio planeta, a Terra.

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

E pensem em quanta sorte ela teve que ter

to be the living planet it is.

para ser o planeta com vida que é.

Well, it had to be at least somewhat lucky.

Teve que ter pelo menos um pouco de sorte.

Had we been sitting closer to the Sun

Se estivéssemos localizados mais perto do Sol

or a bit further away,

ou um pouco mais distantes,

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

qualquer água teria fervido ou congelado.

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

Além disso, nem sabemos se outros planetas possuem água.

So had we been a dry planet,

Então, se fôssemos um planeta seco,

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

não haveria muita vida nele.

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

E mesmo que tivéssemos toda a água que temos hoje,

if that water had not been accompanied

se ela não contivesse

by the right kind of chemicals to get life going,

o tipo certo de elementos químicos para manter a vida,

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

teríamos um planeta molhado, mas igualmente morto.

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

Então, muitas coisas podem dar errado, mas quais são as chances de darem certo?

what are the chances that they go right?

What are the chances that the planet forms

Quais são as chances de o planeta se formar

with at least the basic ingredients needed

com pelo menos os ingredientes básicos necessários

to have an origins of life happening?

para que as origens da vida aconteçam?

Well, let's explore that together.

Vamos explorar isso juntos.

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

Se queremos ter um planeta com vida, a primeira coisa que precisamos

the first thing you're going to need

is a planet.

é de um planeta.

(Laughter)

(Risos)

But not any planet will do.

Mas não qualquer um.

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

Provavelmente, precisaremos de um planeta bem específico e semelhante à Terra.

A planet that is rocky,

Um planeta rochoso, para que haja oceanos e terra,

so you can have both oceans and land,

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

e que não esteja nem tão perto nem tão longe de sua estrela,

but at the just-right temperature.

mas na temperatura certa.

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

E que esta seja apropriada para termos água líquida.

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

Quantos desses planetas temos em nossa galáxia?

Well, one of the great discoveries of the past decades

Uma das grandes descobertas das últimas décadas

is that planets are incredibly common.

é que planetas são incrivelmente comuns.

Almost every star has a planet around them.

Quase toda estrela tem um planeta ao redor.

Some have many.

Algumas têm muitos planetas.

And among these planets,

E dentre eles,

on the order of a few percent are earthlike enough

uma pequena porcentagem é tão parecida com a Terra,

that we would consider them potentially living planets.

que nós os consideraríamos planetas potencialmente habitáveis.

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

Ter o tipo certo de planeta na verdade não é tão difícil

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

considerando que há cerca de 100 bilhões de estrelas em nossa galáxia.

So that gives you about a billion potential living planets.

Isso nos dá cerca de 1 bilhão de planetas potencialmente habitáveis.

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

Mas não basta apenas estar na temperatura certa

ou ter a composição geral correta.

or have the right overall composition.

You also need the right chemicals.

Também é preciso haver compostos químicos certos.

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

E o segundo e importante ingrediente para tornar um planeta habitável,

I think it's pretty intuitive --

eu acho que é bastante intuitivo,

it's water.

é a água.

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

Afinal, definimos nosso planeta como sendo potencialmente com vida

if it had the right temperature to keep water liquid.

se tivesse a temperatura certa para manter a água líquida.

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

E aqui na Terra, a vida é à base de água.

But more generally,

Mas de maneira mais geral,

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

a água é apenas um ótimo ponto de encontro de elementos químicos.

It is a very special liquid.

É um líquido muito especial.

So this is our second basic ingredient.

Então esse é o nosso segundo ingrediente básico.

Now the third ingredient, I think,

Acho que o terceiro ingrediente é provavelmente um pouco mais surpreendente.

is probably a little bit more surprising.

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

Precisaremos de alguns orgânicos lá, já que estamos pensando na vida orgânica.

since we are thinking about organic life.

But the organic molecule

Mas a molécula orgânica

that seems to be at the center of the chemical networks

que parece estar no centro das cadeias químicas

that can produce biomolecules is hydrogen cyanide.

e pode produzir biomoléculas é o cianeto de hidrogênio.

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

Então, aqueles que conhecem essa molécula

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

sabem que é uma boa ideia ficar longe dela.

(Risos)

But it turns out

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

Mas o que é muito ruim para formas de vida avançadas,

such as yourselves,

como nós mesmos,

is really, really good to get the chemistry started,

é muito bom para que o tipo certo de química se inicie,

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

que pode levar às origens da vida.

So now we have our three ingredients that we need,

Então agora temos os três ingredientes que precisamos:

you know, the temperate planet,

um planeta temperado,

water and hydrogen cyanide.

água e cianeto de hidrogênio.

So how often do these three come together?

Com que frequência esses três se reúnem?

How many temperate planets are there out there

Quantos planetas temperados existem

that have water and hydrogen cyanide?

que possuem água e cianeto de hidrogênio?

Well, in an ideal world,

Num mundo ideal,

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

giraríamos um de nossos telescópios

em direção a um desses planetas temperados

and check for ourselves.

e iríamos verificar por conta própria.

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

Apenas: "Esses planetas têm água e cianetos neles?"

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

Infelizmente ainda não temos telescópios grandes o suficiente para isso.

We can detect molecules in the atmospheres of some planets.

Nós podemos detectar moléculas nas atmosferas de alguns planetas.

But these are large planets

Mas nos grandes, que muitas vezes estão bem perto de suas estrelas,

sitting often pretty close to their star,

nothing like these, you know, just-right planets

nada como estes planetas ideais sobre os quais estou falando aqui,

that we're talking about here,

which are much smaller and further away.

que são bem menores e estão mais longe.

So we have to come up with another way.

Então, temos que pensar em outra maneira.

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

E a que concebemos e temos seguido é,

is to instead of looking for these molecules

ao invés de procurar por essas moléculas nos planetas que já existem,

in the planets when they exist,

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

procurá-las no material que está formando novos planetas.

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

Eles se formam em discos de poeira e gás em torno de estrelas jovens.

And these discs get their material from the interstellar medium.

E esses discos obtêm seu material do meio interestelar.

Turns out that the empty space you see between stars

Acontece que o espaço vazio que vemos entre estrelas

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

quando estamos olhando para elas, fazendo perguntas existenciais,

is not as empty as it seems,

não é tão vazio quanto parece, é na verdade cheio de gás e poeira,

but actually full of gas and dust,

which can, you know, come together in clouds,

os quais podem se reunir em nuvens

then collapses to form these discs, stars and planets.

e então desmoronar para formar estes discos, estrelas e planetas.

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

E uma das coisas que sempre vemos quando olhamos para essas nuvens

is water.

é água.

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

Acho que temos a tendência de pensar sobre a água

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

como algo especial para nós.

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

A água é uma das moléculas mais abundantes no Universo,

including in these clouds,

inclusive nessas nuvens formadoras de estrelas e planetas.

these star- and planet-forming clouds.

And not only that --

E não apenas isso,

water is also a pretty robust molecule:

a água também é uma molécula bastante robusta,

it's actually not that easy to destroy.

que não é tão fácil de destruir.

So a lot of this water that is in interstellar medium

Então, muita dessa água que está no meio interestelar

will survive the rather dangerous, collapsed journey from clouds

vai sobreviver à jornada perigosa que vai das nuvens

to disc, to planet.

até os discos, até os planetas.

So water is alright.

Então a água está bem.

That second ingredient is not going to be a problem.

Esse segundo ingrediente não vai ser um problema.

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

A maioria dos planetas vai se formar com algum acesso à água.

So what about hydrogen cyanide?

E quanto ao cianeto de hidrogênio?

Well, we also see cyanides and other similar organic molecules

Também vemos cianetos e outras moléculas orgânicas semelhantes

in these interstellar clouds.

nessas nuvens interestelares.

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

Mas não temos certeza sobre a sobrevivência destas moléculas

going from the cloud to the disc.

indo das nuvens até os discos.

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

São um pouco mais delicadas, frágeis.

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

Então, se nós sabemos que esse cianeto de hidrogênio

is sitting in the vicinity of new planets forming,

está nas proximidades de novos planetas se formando,

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

realmente precisamos vê-lo nos próprios discos que formam planetas.

in these planet-forming discs.

So about a decade ago,

Cerca de uma década atrás,

I started a program to look for this hydrogen cyanide

iniciei um programa para procurar esse cianeto de hidrogênio

and other molecules in these planet-forming discs.

e outras moléculas nestes discos formadores de planetas.

And this is what we found.

E isso é o que nós encontramos.

So good news, in these six images,

Então boas notícias, nestas seis imagens,

those bright pixels represent emissions originating from hydrogen cyanide

os pixels brilhantes representam emissões originárias de cianeto de hidrogênio

in planet-forming discs hundreds of light-years away

em discos formadores de planetas, centenas de anos-luz de distância,

that have made it to our telescope,

que chegaram ao nosso telescópio,

onto the detector,

até o detector,

allowing us to see it like this.

permitindo-nos vê-los assim.

So the very good news

Então a boa notícia

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

é que estes discos realmente contêm cianeto de hidrogênio.

That last, more elusive ingredient.

O último, mais elusivo ingrediente.

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

A má notícia é que não sabemos onde ele se situa no disco.

If we look at these,

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

Ninguém pode dizer que são lindas imagens, nem mesmo quando as tiramos.

even at the time when we got them.

You see the pixel size is pretty big

Percebemos que o tamanho do pixel é bem grande

and it's actually bigger than these discs themselves.

e na verdade é maior do que o próprio disco.

So each pixel here

Então cada pixel

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

representa algo que é muito maior do que o nosso sistema solar.

And that means

E isso significa que não sabemos

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

de onde é proveniente o cianeto de hidrogênio no disco.

And that's a problem,

E isso é um problema, porque esses planetas temperados

because these temperate planets,

they can't access hydrogen cyanide just anywhere,

não podem acessar cianeto de hidrogênio em qualquer lugar,

but it must be fairly close to where they assemble

precisam estar bem perto de onde se reúnem

for them to have access to it.

para que tenham acesso a ele.

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

Então, para simplificar isso, vamos pensar num exemplo análogo:

that is, of cypress growing in the United States.

o de ciprestes em crescimento nos Estados Unidos.

So let's say, hypothetically,

Então, digamos, hipoteticamente,

that you've returned from Europe

que você retornou da Europa, onde viu lindos ciprestes italianos,

where you have seen beautiful Italian cypresses,

and you want to understand, you know,

e quer saber

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

se faz sentido importá-los para os Estados Unidos.

Could you grow them here?

Você poderia cultivá-los aqui?

So you talk to the cypress experts,

Então você conversa com especialistas em ciprestes,

they tell you that there is indeed

eles dizem que realmente existe

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

uma faixa, não tão quente nem tão fria, nos Estados Unidos,

where you could grow them.

onde dá para cultivá-los.

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

E se você tem um bom mapa ou imagem de alta resolução como esta,

it's quite easy to see that this cypress strip

é bem fácil ver que esta faixa de ciprestes

overlaps with a lot of green fertile land pixels.

sobrepõe-se a muitos pixels verdes e férteis da terra.

Even if I start degrading this map quite a bit,

Mesmo se eu começar a degradar esse mapa um pouco,

making it lower and lower resolution,

diminuindo a sua resolução,

it's still possible to tell

ainda é possível dizer que haverá terra fértil se sobrepondo a essa faixa.

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

But what about if the whole United States

Mas e se o país inteiro

is incorporated into a single pixel?

fosse incorporado em um único pixel?

If the resolution is that low.

Se a resolução fosse muito baixa.

What do you do now,

O que você faz agora?

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

Como saber se o cultivo de ciprestes é possível nos Estados Unidos?

Well the answer is you can't.

Agora você não pode.

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

Definitivamente há alguma terra fértil ou não teria aquele tom verde no pixel,

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

but there's just no way of telling

mas não há como saber se esse verde está no lugar certo.

whether any of that green is in the right place.

And that is exactly the problem we were facing

E esse é exatamente o problema que estávamos enfrentando

with our single-pixel images of these discs

com nossas imagens de único pixel desses discos

with hydrogen cyanide.

com cianeto de hidrogênio.

So what we need is something analogous,

Então, o que precisamos é de algo análogo,

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

pelo menos desses mapas de baixa resolução que eu acabei de mostrar,

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

para poder dizer se há sobreposição entre onde o cianeto de hidrogênio está

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

e onde esses planetas podem acessá-lo enquanto estão se formando.

So coming to the rescue, a few years ago,

Veio ao nosso resgate, há alguns anos,

is this new, amazing, beautiful telescope ALMA,

um novo telescópio, maravilhoso, e lindo chamado ALMA,

the Atacama Large Millimeter and submillimeter Array

o "Atacama Large Millimeter and submillimeter Array",

in northern Chile.

no norte do Chile.

So, ALMA is amazing in many different ways,

Então, o ALMA é incrível em muitas maneiras diferentes,

but the one that I'm going to focus on

mas a que irei focar

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

é que, como podem ver, eu o chamo de um telescópio,

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

mas na verdade, há muitas antenas nesta imagem.

And this is a telescope that consists of 66 individual dishes

E este é um telescópio que consiste de 66 antenas individuais

that all work in unison.

que trabalham em uníssono.

And that means that you have a telescope

Isso significa um telescópio do tamanho da maior distância

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

que se pode colocar entre essas antenas.

away from one another.

Which in ALMA's case are a few miles.

O que, no caso do ALMA, é de alguns quilômetros.

So you have a more than mile-sized telescope.

Então temos um telescópio com mais de um quilômetro de tamanho.

And when you have such a big telescope,

Com um telescópio assim tão grande, podemos ampliar coisas muito pequenas,

you can zoom in on really small things,

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

e fazer mapas de cianeto de hidrogênio nesses discos formadores de planetas.

So when ALMA came online a few years ago,

Quando o ALMA entrou em serviço há alguns anos,

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

essa foi uma das primeiras coisas para as quais propus que o usássemos.

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

E como um mapa de cianeto de hidrogênio se parece em um disco?

Is the hydrogen cyanide at the right place?

O cianeto de hidrogênio está no lugar certo?

And the answer is that it is.

E a resposta é que está.

So this is the map.

Então, este é o mapa.

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

Vejam a emissão de cianeto de hidrogênio espalhada pelo disco.

First of all, it's almost everywhere,

Primeiramente, está em quase todos os lugares, o que é uma boa notícia.

which is very good news.

But you have a lot of extra bright emission

Mas há muita emissão brilhante

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

vindo de perto da estrela em direção ao centro do disco.

And this is exactly where we want to see it.

E é exatamente onde queremos vê-lo.

This is close to where these planets are forming.

Isto é perto de onde esses planetas estão se formando.

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

E isso não é o que vemos em apenas em um disco,

here are three more examples.

aqui estão mais três exemplos.

You can see they all show the same thing --

Dá pra ver que todos eles mostram a mesma coisa,

lots of bright hydrogen cyanide emission

muita emissão brilhante de cianeto de hidrogênio

coming from close to the center of the star.

vindo de perto do centro da estrela.

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

Para uma evidência completa, nem sempre vemos isso.

There are discs where we see the opposite,

Há discos nos quais vemos o oposto:

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

existe um buraco na emissão em direção ao centro.

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

Isto é o oposto do que queremos ver.

This is not places where we could research

Esses não são lugares onde poderíamos pesquisar

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

se há cianeto de hidrogênio perto de onde estes planetas estão se formando.

But in most cases,

Mas na maioria dos casos,

we just don't detect hydrogen cyanide,

não apenas detectamos cianeto de hidrogênio,

but we detect it in the right place.

mas também seu lugar certo.

So what does all this mean?

Então o que tudo isso significa?

Well, I told you in the beginning

Contei a vocês no início

that we have lots of these temperate planets,

que nós temos muitos desses planetas temperados,

maybe a billion or so of them,

talvez cerca de 1 bilhão deles poderiam ter vida se desenvolvendo neles

that could have life develop on them

if they have the right ingredients.

se tivessem os ingredientes certos.

And I've also shown

E eu também mostrei

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

que na maior parte do tempo, os ingredientes certos estão lá,

we have water, we have hydrogen cyanide,

nós temos água e cianeto de hidrogênio,

there will be other organic molecules as well

haverá outras moléculas orgânicas também, junto com os cianetos.

coming with the cyanides.

This means that planets with the most basic ingredients for life

Isso significa que planetas com os ingredientes mais básicos da vida

are likely to be incredibly common in our galaxy.

provavelmente são bastante comuns em nossa galáxia.

And if all it takes for life to develop

E se tudo o que é necessário para a vida se desenvolver

is to have these basic ingredients available,

é ter estes ingredientes básicos disponíveis,

there should be a lot of living planets out there.

deve haver muitos planetas habitáveis por aí.

But that is of course a big if.

Mas isso é obviamente um grande "se".

And I would say the challenge of the next decades,

E eu diria que o desafio das próximas décadas,

for both astronomy and chemistry,

para astronomia e química,

is to figure out just how often

é descobrir o quão frequente

we go from having a potentially living planet

passamos de ter um planeta com potencial para abrigar vida

to having an actually living one.

para ter um planeta realmente habitável.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos).