The galactic recipe for a living planet | Karin Öberg

Transcriber: Ivana Korom Reviewer: Krystian Aparta

Tradutor: Miguel Ângelo Mesquita Revisora: Margarida Ferreira

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

Eu tenho a certeza que não sou a única pessoa nesta sala

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

que, em algum momento, me encontrei a olhar para as estrelas,

and wondered, you know, "Are we it,

e me questionei: "Somos só nós,

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

"ou há outros planetas com vida como o nosso?"

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

Eu acho que é possível eu ser a única pessoa

who has obsessed enough about that question

que ficou tão obcecada com esta pergunta

to make it my career.

que fiz dela a minha profissão.

But moving on.

Mas continuemos.

How do we get to this question?

Como chegamos a esta pergunta?

Well, I would argue the first thing to do

Defendo que a primeira coisa a fazer

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

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

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

E pensar na sorte que a Terra teve

to be the living planet it is.

para ser o planeta habitável que é.

Well, it had to be at least somewhat lucky.

Teve de ter, pelo menos, alguma sorte.

Had we been sitting closer to the Sun

Se estivéssemos mais perto do Sol

or a bit further away,

ou ligeiramente mais afastados,

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

qualquer água que tivéssemos teria evaporado ou congelado.

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

Quero dizer, não é garantido que um planeta tenha água à superfície.

So had we been a dry planet,

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 esta água não fosse acompanhada

by the right kind of chemicals to get life going,

pelo tipo certo de produto químicos para originar a vida,

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

teríamos um planeta húmido, mas morto.

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

Portanto, se há tantas coisas que podem correr mal,

what are the chances that they go right?

qual é a probabilidade de correrem bem?

What are the chances that the planet forms

Qual é a probabilidade 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 ocorrerem as origens da vida?

Well, let's explore that together.

Vamos explorar isso juntos.

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

Se vamos ter um planeta com vida,

the first thing you're going to need

a primeira coisa que é preciso ter é um planeta.

is a planet.

(Laughter)

(Risos)

But not any planet will do.

Mas não pode ser um planeta qualquer.

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

Provavelmente, é preciso ter um planeta específico e parecido com a Terra,

A planet that is rocky,

um planeta que seja rochoso,

so you can have both oceans and land,

para poder ter oceanos e terra,

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

e que não esteja nem muito perto nem muito longe da sua estrela,

but at the just-right temperature.

mas à temperatura adequada.

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

E que seja apropriado para a água líquida.

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

Então, quantos destes planetas temos na nossa galáxia?

Well, one of the great discoveries of the past decades

Uma das maiores descobertas das últimas décadas

is that planets are incredibly common.

é que os planetas são extremamente comuns.

Almost every star has a planet around them.

Quase todas as estrelas têm planetas à sua volta.

Some have many.

Algumas têm muitos.

And among these planets,

Entre esses planetas, embora numa pequena percentagem,

on the order of a few percent are earthlike enough

alguns são suficientemente "terrestres"

that we would consider them potentially living planets.

para os considerarmos planetas potencialmente habitáveis.

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

Ter o tipo certo de planeta não é assim tão difícil

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

quando consideramos

que há cerca de 100 mil milhões de estrelas na nossa galáxia.

So that gives you about a billion potential living planets.

Ficamos, então, com mil milhões de potenciais planetas com vida.

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

Mas não basta ter apenas a temperatura adequada

or have the right overall composition.

ou ter a composição geral correta.

You also need the right chemicals.

Também são precisos os químicos certos.

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

O segundo ingrediente mais importante para criar um planeta habitável

I think it's pretty intuitive --

— acho que é bastante intuitivo —

it's water.

é a água.

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

Já definimos o nosso planeta como potencialmente com vida

if it had the right temperature to keep water liquid.

se tivesse a temperatura certa para manter água líquida.

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

Se repararmos, aqui na Terra, a vida é à base da água.

But more generally,

Mas de um modo geral,

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

a água é boa como um local de encontro para produtos químicos.

It is a very special liquid.

É um líquido muito especial.

So this is our second basic ingredient.

Este é o segundo ingrediente básico.

Now the third ingredient, I think,

Agora, penso que o terceiro ingrediente

is probably a little bit more surprising.

é provavelmente um pouco mais surpreendente.

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

Vamos precisar de matéria orgânica,

since we are thinking about organic life.

visto que estamos a pensar em vida orgânica.

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 redes químicas

that can produce biomolecules is hydrogen cyanide.

que podem produzir biomoléculas é o cianeto de hidrogénio.

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

Aqueles que conhecem o aspeto desta molécula

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

sabem que é algo de que nos queremos afastar.

But it turns out

Mas acontece que aquilo que é muito, muito mau,

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

para formas de vida avançadas,

such as yourselves,

como nós próprios,

is really, really good to get the chemistry started,

é muito, muito bom para pôr a química em marcha,

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

o tipo certo de química que conduz à origem da vida.

So now we have our three ingredients that we need,

Já temos os três ingredientes de que precisamos:

you know, the temperate planet,

o planeta com uma temperatura certa,

water and hydrogen cyanide.

a água e o cianeto de hidrogénio.

So how often do these three come together?

Quão frequente é que estes três se encontram juntos?

How many temperate planets are there out there

Quantos planetas temperados é que existem

that have water and hydrogen cyanide?

que tenham água e cianeto de hidrogénio?

Well, in an ideal world,

Num mundo ideal,

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

teríamos virado um dos nossos telescópios para um destes planetas temperados

and check for ourselves.

e verificado por nós mesmos:

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

"Estes planetas conterão água e cianetos?"

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

Infelizmente ainda não temos telescópios suficientemente grandes para ver isso.

We can detect molecules in the atmospheres of some planets.

Podemos detetar moléculas na atmosfera de alguns planetas.

But these are large planets

Mas esses são planetas enormes

sitting often pretty close to their star,

normalmente bastante próximos da estrela deles,

nothing like these, you know, just-right planets

nada como estes planetas "certos"

that we're talking about here,

de que falamos aqui

which are much smaller and further away.

que são muito mais pequenos e mais longínquos.

So we have to come up with another way.

Por isso, temos de arranjar outra maneira.

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

E essa maneira que concebemos e depois seguimos

is to instead of looking for these molecules

é que, em vez de procurarmos essas moléculas

in the planets when they exist,

nos planetas em que elas existam,

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

procuramo-las no material que forma novos planetas.

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

Os planetas formam-se em discos de poeira e gás em volta de estrelas jovens.

And these discs get their material from the interstellar medium.

Esses discos obtêm o material deles do meio interestelar.

Turns out that the empty space you see between stars

Acontece que o espaço que se vê entre as estrelas

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

quando olhamos para elas, fazendo perguntas existenciais,

is not as empty as it seems,

não é tão vazio quanto parece,

but actually full of gas and dust,

mas está cheio de gás e de poeira,

which can, you know, come together in clouds,

que, em conjunto, podem formar nuvens,

then collapses to form these discs, stars and planets.

e, por sua vez, colapsam para formar estes discos, estrelas e planetas.

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

Uma das coisas que vemos constantemente quando olhamos para estas nuvens é água.

is water.

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

Temos a tendência para pensar na água

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

como algo que é 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,

incluindo nestas nuvens,

these star- and planet-forming clouds.

nestas nuvens que formam estrelas e planetas.

And not only that --

E não é só isso.

water is also a pretty robust molecule:

A água também é uma molécula muito robusta,

it's actually not that easy to destroy.

Não é muito fácil de destruir.

So a lot of this water that is in interstellar medium

Então, muita desta água que está no meio interestelar

will survive the rather dangerous, collapsed journey from clouds

sobrevive à viagem perigosa do colapso das nuvens

to disc, to planet.

para discos e para planetas.

So water is alright.

Portanto, quanto à água tudo bem.

That second ingredient is not going to be a problem.

Este segundo ingrediente não será um problema.

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

A maioria dos planetas formam-se com algum acesso à água.

So what about hydrogen cyanide?

E quanto ao cianeto de hidrogénio?

Well, we also see cyanides and other similar organic molecules

Também vemos cianetos e outras moléculas orgânicas semelhantes

in these interstellar clouds.

nestas nuvens interestelares.

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

Mas aqui, temos menos certezas quanto à sobrevivência das moléculas,

going from the cloud to the disc.

que passam da nuvem para o disco.

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

São um pouco mais delicadas, um pouco mais frágeis.

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

Então, se vamos saber que este cianeto de hidrogénio

is sitting in the vicinity of new planets forming,

está algures na proximidade de novos planetas em formação,

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

temos necessariamente de o ver no disco,

in these planet-forming discs.

nestes discos protoplanetários.

So about a decade ago,

Há cerca de uma década,

I started a program to look for this hydrogen cyanide

comecei um programa de busca deste cianeto de hidrogénio

and other molecules in these planet-forming discs.

e de outras moléculas nestes discos protoplanetários.

And this is what we found.

E encontrei isto.

So good news, in these six images,

Boas notícias, nestas seis imagens,

those bright pixels represent emissions originating from hydrogen cyanide

aqueles pixels claros representam emissões originadas por cianeto de hidrogénio

in planet-forming discs hundreds of light-years away

em discos protoplanetários, a centenas de anos-luz de distância,

that have made it to our telescope,

que chegaram ao nosso telescópio,

onto the detector,

passando pelo detetor

allowing us to see it like this.

e permitindo ver isto.

So the very good news

A melhor notícia

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

é que estes discos contêm, de facto, cianeto de hidrogénio.

That last, more elusive ingredient.

o último ingrediente, e o mais esquivo.

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

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

If we look at these,

Se olharmos para estas imagens,

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

ninguém pode dizer que são imagens belas,

even at the time when we got them.

mesmo quando as obtivemos.

You see the pixel size is pretty big

Vemos que o tamanho do pixel é bastante grande,

and it's actually bigger than these discs themselves.

é mesmo maior do que os próprios discos.

So each pixel here

Cada pixel aquí

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

representa algo muito maior do que o nosso sistema solar.

And that means

Isso significa

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

que não sabemos de onde, no disco, é que o cianeto de hidrogénio provém.

And that's a problem,

E isso é um problema,

because these temperate planets,

porque estes planetas temperados

they can't access hydrogen cyanide just anywhere,

não podem aceder ao cianeto de hidrogénio em qualquer lado,

but it must be fairly close to where they assemble

este tem de estar suficientemente perto do local onde eles se formam

for them to have access to it.

para lhe poderem ter acesso.

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

Para perceber melhor, vamos pensar num exemplo análogo,

that is, of cypress growing in the United States.

que é o crescimento dos ciprestes nos EUA.

So let's say, hypothetically,

Imaginem, hipoteticamente,

that you've returned from Europe

que voltaram da Europa

where you have seen beautiful Italian cypresses,

onde viram ciprestes italianos graciosos,

and you want to understand, you know,

e querem perceber

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

se faz sentido importá-los para os EUA.

Could you grow them here?

Podíamos plantá-los cá?

So you talk to the cypress experts,

Falamos com os especialistas de ciprestes

they tell you that there is indeed

e eles dizem-nos que há, de facto,

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

uma faixa nos EUA com uma temperatura amena

where you could grow them.

onde os podemos plantar.

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

Se tivermos um bom mapa de alta resolução como este,

it's quite easy to see that this cypress strip

é bastante fácil ver que esta faixa de ciprestes

overlaps with a lot of green fertile land pixels.

destaca-se com muitos pixels de terra fértil e verde.

Even if I start degrading this map quite a bit,

Mesmo que eu comece a diminuir a qualidade do mapa,

making it lower and lower resolution,

diminuindo a resolução pouco a pouco,

it's still possible to tell

ainda é possível dizer

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

que há alguma terra fértil a destacar-se esta faixa.

But what about if the whole United States

Mas e se a totalidade dos EUA

is incorporated into a single pixel?

fosse reduzida a um único pixel?

If the resolution is that low.

Se a resolução for assim tão baixa, o que é que fazemos agora?

What do you do now,

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

Como percebemos se é possível plantar ciprestes nos EUA?

Well the answer is you can't.

A resposta é que não é possível.

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

Claro que há ali alguma terra fértil,

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

senão não teríamos aquela tonalidade verde no pixel,

but there's just no way of telling

mas não há forma de perceber

whether any of that green is in the right place.

se algum daquele verde está no sítio certo.

And that is exactly the problem we were facing

É esse exatamente o problema que enfrentamos

with our single-pixel images of these discs

com as nossas imagens de um único pixel dos discos

with hydrogen cyanide.

com o cianeto de hidrogénio.

So what we need is something analogous,

Então, precisamos de algo análogo,

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

pelo menos, de mapas de baixa resolução que vos mostrei,

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

para conseguirmos dizer se há sobreposição

entre o local onde está o cianeto de hidrogénio

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

e o local onde estes planetas lhe podem aceder, enquanto se formam.

So coming to the rescue, a few years ago,

Então, há uns anos, veio em nosso socorro

is this new, amazing, beautiful telescope ALMA,

este novo, incrível e maravilhoso telescópio ALMA,

the Atacama Large Millimeter and submillimeter Array

o "Atacama Large Millimeter and submilimeter Array"

in northern Chile.

no norte do Chile.

So, ALMA is amazing in many different ways,

O ALMA é espantoso de múltiplas maneiras,

but the one that I'm going to focus on

mas aquela em que me vou concentrar

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

é que eu chamo-lhe telescópio,

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

mas vemos que há várias antenas parabólicas nesta imagem.

And this is a telescope that consists of 66 individual dishes

Este é um telescópio composto por 66 antenas parabólicas individuais

that all work in unison.

que trabalham em uníssono.

And that means that you have a telescope

Isso significa que temos um telescópio

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

do tamanho da maior distância a que podemos colocar estas antenas

away from one another.

afastadas umas das outras.

Which in ALMA's case are a few miles.

O que, no caso do ALMA, são alguns quilómetros.

So you have a more than mile-sized telescope.

Temos um telescópio maior do que um quilómetro e meio.

And when you have such a big telescope,

Quando temos um telescópio destes,

you can zoom in on really small things,

podemos ampliar coisas muito pequenas,

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

incluindo criar mapas de cianeto de hidrogénio nestes discos protoplanetários.

So when ALMA came online a few years ago,

Então quando o ALMA ficou "online" há uns anos,

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

propus imediatamente utilizá-lo para isso, entre outras coisas.

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

Qual é o aspeto de um mapa de cianeto de hidrogénio num disco?

Is the hydrogen cyanide at the right place?

Estará o cianeto de hidrogénio no sítio certo?

And the answer is that it is.

A resposta é que está.

So this is the map.

Então, aqui está o mapa.

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

Vemos as emissões de cianeto de hidrogénio a espalhar-se pelo disco.

First of all, it's almost everywhere,

Primeiro, é quase omnipresente,

which is very good news.

o que são boas notícias.

But you have a lot of extra bright emission

Mas temos muitas emissões brilhantes adicionais

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

provenientes dos arredores da estrela na direção do centro do disco.

And this is exactly where we want to see it.

É aqui que as queremos ver.

This is close to where these planets are forming.

Isto é perto do local onde os planetas se estão a formar.

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

E não vemos isto apenas num disco,

here are three more examples.

aqui estão mais três exemplos.

You can see they all show the same thing --

Vemos que todos mostram a mesma coisa,

lots of bright hydrogen cyanide emission

várias emissões brilhantes de cianeto de hidrogénio

coming from close to the center of the star.

provenientes de perto do centro da estrela.

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

Para ser sincera, nem sempre vemos isto.

There are discs where we see the opposite,

Há discos onde vemos o oposto,

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

onde há, de facto, um buraco nas emissões na direção do centro.

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

Isso é o contrário do que queremos ver, não é?

This is not places where we could research

Não são locais onde possamos investigar

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

se há cianeto de hidrogénio

à volta do local onde estes planetas se formam.

But in most cases,

Na maioria dos casos,

we just don't detect hydrogen cyanide,

não só detetámos cianeto de hidrogénio,

but we detect it in the right place.

como também o detetámos no lugar certo.

So what does all this mean?

O que quer isto dizer?

Well, I told you in the beginning

Disse-vos no princípio

that we have lots of these temperate planets,

que temos muitos destes planetas temperados,

maybe a billion or so of them,

talvez mil milhões ou algo assim,

that could have life develop on them

onde a vida se pode ter desenvolvido,

if they have the right ingredients.

se eles tiverem os ingredientes certos.

And I've also shown

E também demonstrámos

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

que, muitas vezes, pensamos que estão lá os ingredientes certos,

we have water, we have hydrogen cyanide,

há água, há cianeto de hidrogénio,

there will be other organic molecules as well

haverá igualmente outras moléculas orgânicas

coming with the cyanides.

juntamente com os cianetos.

This means that planets with the most basic ingredients for life

Isto quer dizer que os planetas com os ingredientes mais básicos para a vida

are likely to be incredibly common in our galaxy.

talvez sejam incrivelmente comuns na nossa galáxia.

And if all it takes for life to develop

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

is to have these basic ingredients available,

é ter disponíveis estes ingredientes básicos,

there should be a lot of living planets out there.

haverá muitos planetas habitáveis por aí.

But that is of course a big if.

Mas. claro, isso é 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,

tanto para a astronomia como para a química,

is to figure out just how often

é perceber com que frequência

we go from having a potentially living planet

passamos de ter um planeta potencialmente habitável

to having an actually living one.

para ter um verdadeiramente habitável.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)