Why Earth may someday look like Mars | Anjali Tripathi

Translator: Joseph Geni Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Перекладач: Olha Koshiv Утверджено: Khrystyna Romashko

So when you look out at the stars at night,

Коли ми дивимось на зірки вночі,

те, що ми бачимо - дивовижно.

it's amazing what you can see.

It's beautiful.

Це прекрасно.

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

Але ще більш вражаюче - те, що нездатні вловити наші очі:

because what we know now

зараз ми знаємо,

is that around every star or almost every star,

що навколо кожної зірки, чи майже кожної,

there's a planet,

знаходиться планета,

or probably a few.

а, можливо, і декілька.

Тож на цій картинці неможливо побачити

So what this picture isn't showing you

are all the planets that we know about

всі планети, про які ми знаємо,

out there in space.

що вони є в космосі.

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

Зазвичай думки про планети асоціюються у нас з чимось вкрай далеким

that are very different from our own.

й дуже відмінним від звичайного.

But here we are on a planet,

Але ось ми на планеті,

and there are so many things that are amazing about Earth

і тут на Землі так багато надзвичайного.

Ми звикли шукати дивовижі деінде, за обріями,

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

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

шукати і знаходити ці дивовижні речі.

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

Однак я хочу розповісти вам про дивовижні речі тут, на Землі:

щохвилини

And that is that every minute,

400 pounds of hydrogen

більше 180 кг водню

and almost seven pounds of helium

і майже 3 кг гелію

escape from Earth into space.

летять із Землі в космос.

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

Це газ зникає та ніколи не повертається.

So hydrogen, helium and many other things

Отже, водень, гелій та інші елементи

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

входять до складу відомої нам атмосфери Землі.

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

Атмосфера - це лише тонкий синій шар із газів,

that's seen here from the International Space Station,

який можна побачити завдяки фото Міжнародної космічної станції,

a photograph that some astronauts took.

які роблять деякі астронавти.

And this tenuous veneer around our planet

Цей розріджений шар навколо нашої планети -

is what allows life to flourish.

те, що дозволяє квітнути життю.

It protects our planet from too many impacts,

Він захищає нашу планету від великої кількості

from meteorites and the like.

метеоритів тощо.

And it's such an amazing phenomenon

Це настільки дивовижне явище,

that the fact that it's disappearing

що той факт, що він зникає,

should frighten you, at least a little bit.

має лякати вас, бодай трішки.

Отже, я вивчаю процес,

So this process is something that I study

and it's called atmospheric escape.

що називається "планетарний вітер".

So atmospheric escape is not specific to planet Earth.

Планетарний вітер не є специфічним для Землі.

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

Я б сказала, це невід'ємна особливість планет,

тому що всі планети у всесвіті, а не лише Земля,

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

can undergo atmospheric escape.

можуть зазнавати дії планетарного вітру.

Те, як це трапляється, говорить нам про самі планети.

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

Because when you think about the solar system,

Адже коли ви думаєте про Сонячну систему,

you might think about this picture here.

то ви можете думати про цю картинку.

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

І ви б сказали, що є вісім планет, може дев'ять.

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

Для тих з вас, хто схвильований цим зображенням,

I will add somebody for you.

я додам дещо.

(Сміх)

(Laughter)

Courtesy of New Horizons, we're including Pluto.

Завдяки станції New Horizons ми додаємо Плутон.

Справа в тому, що

And the thing here is,

for the purposes of this talk and atmospheric escape,

з огляду на мету цього виступу і саме планетарний вітер,

я вважаю Плутон планетою,

Pluto is a planet in my mind,

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

так само, як і невидимі нам планети,

що обертаються навколо інших зірок.

are also planets.

So fundamental characteristics of planets

Згідно їх основних характеристик,

include the fact that they are bodies

планети є тілами,

that are bound together by gravity.

пов'язаними між собою гравітацією.

So it's a lot of material just stuck together

Безліч об'єктів тримаються разом завдяки

цій силі тяжіння.

with this attractive force.

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

Самі тіла і сила гравітації величезні.

Саме тому вони круглі.

That's why they're round.

So when you look at all of these,

Погляньте: всі вони,

включаючи Плутон,

including Pluto,

they're round.

круглі.

Тут можна побачити гравітацію в дії.

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

But another fundamental characteristic about planets

Однак є друга основна особливість планет,

яку тут не видно, -

is what you don't see here,

and that's the star, the Sun,

це наявність зірки, Сонця,

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

навколо якої обертаються всі планети Сонячної системи.

And that's fundamentally driving atmospheric escape.

Саме вона є рушійною силою планетарного вітру.

The reason that fundamentally stars drive atmospheric escape from planets

Причина істотного впливу зірок на планетарний вітер полягає в тому,

що вони дають планетам частинки, світло і тепло,

is because stars offer planets particles and light and heat

that can cause the atmospheres to go away.

які можуть викликати витік атмосфери.

So if you think of a hot-air balloon,

Уявіть повітряну кулю,

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

або погляньте на це фото ліхтарів з фестивалю в Таїланді.

you can see that hot air can propel gasses upward.

Ви побачите, що гаряче повітря може змушувати газ рухатися вгору.

Якщо у вас достатньо енергії і тепла,

And if you have enough energy and heating,

which our Sun does,

як у Сонця,

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

цей легкий газ, що утримується лише гравітацією,

it can escape into space.

може полетіти в космос.

And so this is what's actually causing atmospheric escape

Саме це викликає планетарний вітер

here on Earth and also on other planets --

на Землі та інших планетах -

that interplay between heating from the star

взаємодія між теплом від зірки

і подоланням сили гравітації на планеті.

and overcoming the force of gravity on the planet.

Як я вже говорила, ми втрачаємо

So I've told you that it happens

at the rate of 400 pounds a minute for hydrogen

400 фунтів гідрогену за хвилину

і майже сім фунтів гелію.

and almost seven pounds for helium.

Як же це виглядає?

But what does that look like?

Well, even in the '80s,

Навіть в 80-х роках

we took pictures of the Earth

ми фотографували Землю

in the ultraviolet

в ультрафіолетовому світлі

using NASA's Dynamic Explorer spacecraft.

за допомогою космічного корабля NASA Dynamic Explorer.

So these two images of the Earth

Ці два зображення Землі показують,

show you what that glow of escaping hydrogen looks like,

як виглядає випаровування водню

shown in red.

в червоному світлі.

And you can also see other features like oxygen and nitrogen

Також тут можна побачити кисень і азот

in that white glimmer

у вигляді білого проблиску

in the circle showing you the auroras

в колі, що демонструє полярне сяйво,

а також кількох клаптиків навколо тропіків.

and also some wisps around the tropics.

Отже, ці зображення переконливо показують,

So these are pictures that conclusively show us

що наша атмосфера не лише міцно прив'язана до Землі,

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

but it's actually reaching out far into space,

вона простягається далеко в космос,

and at an alarming rate, I might add.

мушу зазначити, в тривожних обсягах.

Але Земля не єдина зазнає планетарного вітру.

But the Earth is not alone in undergoing atmospheric escape.

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

Марс, наш найближчий сусід, набагато менший за Землю,

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

отже, гравітація утримує його атмосферу слабкіше.

And so even though Mars has an atmosphere,

У Марса є атмосфера,

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

але вона більш розріджена, ніж земна.

Just look at the surface.

Погляньте на його поверхню.

Ці кратери вказують, що у нього не було атмосфери,

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

that could stop those impacts.

здатної зупинити зіткнення.

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

Також ми бачимо, що це "червона планета",

and atmospheric escape plays a role

а планетарний вітер відіграє роль в тому,

in Mars being red.

що Марс є червоним.

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

Ми думаємо, що раніше на Марсі було більш волого,

а коли у води було достатньо енергії, вона розпалася на водень і кисень.

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

and hydrogen being so light, it escaped into space,

Водень дуже легкий, тому він полетів у космос,

and the oxygen that was left

а залишився кисень,

oxidized or rusted the ground,

окислився чи покрив землю іржею,

making that familiar rusty red color that we see.

через що вона отримала знайомий червоно-іржавий колір.

So it's fine to look at pictures of Mars

Поглянувши на зображення Марса,

and say that atmospheric escape probably happened,

можна подумати, що раніше там був планетарний вітер.

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

В даний момент у НАСА на Марсі є зонд MAVEN,

and its actual job is to study atmospheric escape.

який займається вивченням планетарного вітру.

Це космічний апарат «Еволюція атмосфери і летючих речовин на Марсі».

It's the Mars Atmosphere and Volatile Evolution spacecraft.

And results from it have already shown pictures very similar

Передані ним зображення дуже схожі на те,

to what you've seen here on Earth.

що ми бачимо тут, на Землі.

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

Давно відомо, що Марс втрачає атмосферу, але тепер

but we have some stunning pictures.

у нас з'явилися приголомшливі знімки.

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

Наприклад, тут, в червоному колі,

is the size of Mars,

можна побачити розмір Марса,

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

а сині частини зображення показують витік водню з планети.

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

Він поширюється на відстань, що в 10 разів перевищує розмір Марса -

це достатньо далеко, щоб втратити зв'язок з планетою.

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

It's escaping off into space.

Він витікає у відкритий космос.

And this helps us confirm ideas,

Це допомагає підтвердити припущення,

що Марс червоний через втрату водню.

like why Mars is red, from that lost hydrogen.

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

Однак крім водню витікають і інші гази.

Я розповідала про гелій на Землі, а також кисень і водень,

I mentioned helium on Earth and some oxygen and nitrogen,

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

а завдяки MAVEN ми можемо бачити, що і Марс втрачає кисень.

Можна побачити, що через те, що кисень є важчим,

And you can see that because oxygen is heavier,

it can't get as far as the hydrogen,

він не може зникнути так само далеко, як водень,

but it's still escaping away from the planet.

проте він все одно зникає з планети.

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

Ви цього не бачите, але він обмежений тим червоним колом.

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

Фактично, ми не тільки бачимо планетарний вітер на нашій планеті,

but we can study it elsewhere and send spacecraft

але і можемо вивчати його в інших місцях, а запуск космічних апаратів

allows us to learn about the past of planets

дозволить вивчити минуле планет,

but also about planets in general

а також їхнє майбутнє

and Earth's future.

і майбутнє Землі.

So one way we actually can learn about the future

Отже, один із способів дізнатися про майбутнє -

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

вивчити планети, що знаходяться за межами нашого поля зору.

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

Перш, ніж перейти до цього, хочу зазначити,

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

що не покажу вам фото, як у випадку з Плутоном.

Можливо, це вас розчарує,

which might be disappointing,

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

але справа в тому, що у нас їх ще немає.

But the New Horizons mission is currently studying atmospheric escape

Однак місія New Horizons якраз вивчає планетарний вітер,

being lost from the planet.

що є втрачений планетами.

Тому стежте за новинами.

So stay tuned and look out for that.

But the planets that I did want to talk about

Планети, про які я хочу поговорити,

are known as transiting exoplanets.

відомі як транзитні екзопланети.

Будь-яка планета, що обертається навколо іншої зірки, а не нашого Сонця,

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

is called an exoplanet, or extrasolar planet.

називається екзопланетою або позасонячною планетою.

And these planets that we call transiting

У цих так званих транзитних планет

have the special feature

є особливість:

that if you look at that star in the middle,

глянувши на цю зірку в центрі,

you'll see that actually it's blinking.

ви побачите, що вона мерехтить.

Причина мерехтіння в тому,

And the reason that it's blinking

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

що планети, які постійно проходять повз неї,

мають особливе місцерозташування,

and it's that special orientation

через що затуляють світло зірки,

where the planets are blocking the light from the star

that allows us to see that light blinking.

і ми бачимо, як вона мерехтить.

And by surveying the stars in the night sky

Вивчивши мерехтіння зірок

for this blinking motion,

в нічному небі,

we are able to find planets.

ми можемо виявити планети.

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

Так ми змогли виявити більше 5 000 планет

в нашому Чумацькому Шляху.

in our own Milky Way,

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

Ми знаємо, що існує безліч зірок і за його межами.

So when we look at the light from these stars,

Дивлячись на світло, що виходить від цих зірок,

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

насправді ми бачимо не самі планети,

but you actually see a dimming of the light

а затемнення світла,

that we can record in time.

яке можна зафіксувати.

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

Освітлення стає слабкішим, коли планета проходить перед зіркою -

and that's that blinking that you saw before.

саме це мерехтіння ви бачили раніше.

So not only do we detect the planets

Ми не тільки знаходимо планети,

but we can look at this light in different wavelengths.

але і вивчаємо це світло в хвилях різної довжини.

Я згадувала про спостереження за Землею і Марсом в ультрафіолеті.

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

Якщо подивитися на транзитні екзопланети через телескоп «Хаббл»,

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

we find that in the ultraviolet,

можна виявити, що в ультрафіолеті

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

мерехтіння набагато більше, а світла від зірки менше,

when the planet is passing in front.

коли планета проходить перед нею.

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

Ми вважаємо, що причина в розширеному шарі водню в атмосфері

all around the planet

навколо планети,

що робить її на вигляд більшою

that's making it look puffier

and thus blocking more of the light that you see.

і блокує значну частину видимого світла.

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

За допомогою цієї техніки ми виявили

a few transiting exoplanets that are undergoing atmospheric escape.

кілька транзитних екзопланет з планетарним вітром.

Ці планети можна назвати розпеченими Юпітерами

And these planets can be called hot Jupiters,

for some of the ones we've found.

через те, що ми там виявили.

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

Вони, як і Юпітер, є газовими планетами,

але знаходяться ближче до своєї зірки,

but they're so close to their star,

about a hundred times closer than Jupiter.

приблизно в сто разів ближче за Юпітер.

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

Через легкий газ, готовий до витоку,

and all this heating from the star,

і тепло зірки

you have completely catastrophic rates of atmospheric escape.

показники планетарного вітру катастрофічні.

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

Для порівняння, Земля втрачає 400 фунтів гідрогену за хвилину,

for these planets,

але на цих планетах

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

втрата досягає 1.3 мільярдів фунтів за хвилину.

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

Можна задуматися: чи приведе це до загибелі планети?

And this is a question that people wondered

Саме цим питанням люди були схвильовані,

when they looked at our solar system,

дивлячись на нашу Сонячну систему,

because planets closer to the Sun are rocky,

тому, що ближчі до Сонця планети, кам'янисті,

and planets further away are bigger and more gaseous.

а більш газоподібні і великі планети знаходяться на віддалі.

Could you have started with something like Jupiter

Чи може об'єкт на кшталт Юпітера,

that was actually close to the Sun,

перебуваючи близько до Сонця,

позбутися усього свого газу?

and get rid of all the gas in it?

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

Зараз ми вважаємо, що об'єкт на зразок розпеченого Юпітера

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

не може перетворитися в Меркурій або Землю.

But if you started with something smaller,

Але у випадку з об'єктом меншого розміру,

it's possible that enough gas would have gotten away

є ймовірність, що з нього випарується достатньо газу,

that it would have significantly impacted it

і це настільки змінить його,

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

що новий об'єкт буде значно відрізнятися від початкового.

Це все звучить досить розпливчасто,

So all of this sounds sort of general,

і ми можемо думати про Сонячну систему,

and we might think about the solar system,

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

але як це пов'язано з нами тут, на Землі?

Well, in the far future,

В далекому майбутньому

Сонце стане яскравішим.

the Sun is going to get brighter.

And as that happens,

Коли це відбудеться,

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

тепло, яке ми отримуємо від Сонця, стане дуже інтенсивним.

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

Газ буде випаровуватися з Землі так само стрімко,

gas is going to stream off from the Earth.

як з розпеченого Юпітера.

And so what we can look forward to,

Тому нам слід очікувати,

or at least prepare for,

або хоча б бути готовими

is the fact that in the far future,

до того, що в далекому майбутньому

the Earth is going to look more like Mars.

Земля буде більше схожа на Марс.

Our hydrogen, from water that is broken down,

Гідроген із води, внаслідок її розпаду,

буде витікати у відкритий космос швидше,

is going to escape into space more rapidly,

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

а нам залишиться ця суха червона планета.

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

Не бійтеся, у нас є ще кілька мільярдів років,

so there's some time to prepare.

тому є трохи часу для підготовки.

(Сміх)

(Laughter)

Однак я хочу, щоб ви знали, що це почне відбуватися

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

не в майбутньому,

not just in the future,

but atmospheric escape is happening as we speak.

втрата атмосферних газів відбувається протягом нашої розмови.

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

Ви чуєте про безліч дивовижних явищ в космосі

та про далекі планети,

and planets that are far away,

а ми вивчаємо ці планети, щоб дізнатися про ці світи.

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

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

Однак при вивченні Марса або екзопланет, подібних до розпеченого Юпітера,

we find things like atmospheric escape

ми виявляємо явища, такі як планетарний вітер,

які більше розповідають про нашу планету тут, на Землі.

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

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

Враховуйте це, коли наступного разу подумаєте, що космос знаходиться далеко.

Thank you.

Дякую.

(Оплески)

(Applause)