23光年先のグリーゼ667Ccにおける生命存在可能性の気候モデル研究

宇宙

Astronomer Aomawa Shields searches for clues that life might exist elsewhere in the universe by examining the atmospheres of distant exoplanets. When she isn’t exploring the heavens, the classically trained actor (and TED Fellow) looks for ways to engage young women in the sciences using theater, writing and visual art. “Maybe one day they’ll join the ranks of astronomers who are full of contradictions,” she says, “and use their backgrounds to discover, once and for all, that we are truly not alone in the universe.”

天文学者のアオマワ・シールズは、遠く離れた系外惑星の大気を調べることで、宇宙の他の場所に生命が存在する可能性があるという手がかりを探しています。

宇宙を探索していないときは、古典的な訓練を受けた俳優 (そして TED フェロー) は、演劇、執筆、ビジュアル アートを使って若い女性を科学に参加させる方法を模索しています。 「もしかしたら、いつか彼らも矛盾に満ちた天文学者の仲間入りをするかもしれません。そして彼らの背景を利用して、私たちが本当に宇宙で孤独ではないということをきっぱりと発見するでしょう。」と彼女は言う。

タイトル How we’ll find life on other planets
他の惑星で生命体を見つける方法
スピーカー アオマワ・シールズ
アップロード 2016/01/29

「他の惑星で生命体を見つける方法(How we’ll find life on other planets)」の文字起こし

I am in search of another planet in the universe where life exists. I can’t see this planet with my naked eyes or even with the most powerful telescopes we currently possess. But I know that it’s there. And understanding contradictions that occur in nature will help us find it.

On our planet, where there’s water, there’s life. So we look for planets that orbit at just the right distance from their stars. At this distance, shown in blue on this diagram for stars of different temperatures, planets could be warm enough for water to flow on their surfaces as lakes and oceans where life might reside. Some astronomers focus their time and energy on finding planets at these distances from their stars. What I do picks up where their job ends. I model the possible climates of exoplanets.

And here’s why that’s important: there are many factors besides distance from its star that control whether a planet can support life. Take the planet Venus. It’s named after the Roman goddess of love and beauty, because of its benign, ethereal appearance in the sky. But spacecraft measurements revealed a different story. The surface temperature is close to 900 degrees Fahrenheit, 500 Celsius. That’s hot enough to melt lead. Its thick atmosphere, not its distance from the sun, is the reason. It causes a greenhouse effect on steroids, trapping heat from the sun and scorching the planet’s surface. The reality totally contradicted initial perceptions of this planet.

From these lessons from our own solar system, we’ve learned that a planet’s atmosphere is crucial to its climate and potential to host life. We don’t know what the atmospheres of these planets are like because the planets are so small and dim compared to their stars and so far away from us. For example, one of the closest planets that could support surface water — it’s called Gliese 667 Cc — such a glamorous name, right, nice phone number for a name — it’s 23 light years away. So that’s more than 100 trillion miles. Trying to measure the atmospheric composition of an exoplanet passing in front of its host star is hard. It’s like trying to see a fruit fly passing in front of a car’s headlight. OK, now imagine that car is 100 trillion miles away, and you want to know the precise color of that fly.

So I use computer models to calculate the kind of atmosphere a planet would need to have a suitable climate for water and life. Here’s an artist’s concept of the planet Kepler-62f, with the Earth for reference. It’s 1,200 light years away, and just 40 percent larger than Earth. Our NSF-funded work found that it could be warm enough for open water from many types of atmospheres and orientations of its orbit. So I’d like future telescopes to follow up on this planet to look for signs of life.

Ice on a planet’s surface is also important for climate. Ice absorbs longer, redder wavelengths of light, and reflects shorter, bluer light. That’s why the iceberg in this photo looks so blue. The redder light from the sun is absorbed on its way through the ice. Only the blue light makes it all the way to the bottom. Then it gets reflected back to up to our eyes and we see blue ice. My models show that planets orbiting cooler stars could actually be warmer than planets orbiting hotter stars. There’s another contradiction — that ice absorbs the longer wavelength light from cooler stars, and that light, that energy, heats the ice.

Using climate models to explore how these contradictions can affect planetary climate is vital to the search for life elsewhere. And it’s no surprise that this is my specialty. I’m an African-American female astronomer and a classically trained actor who loves to wear makeup and read fashion magazines, so I am uniquely positioned to appreciate contradictions in nature —

… and how they can inform our search for the next planet where life exists. My organization, Rising Stargirls, teaches astronomy to middle-school girls of color, using theater, writing and visual art. That’s another contradiction — science and art don’t often go together, but interweaving them can help these girls bring their whole selves to what they learn, and maybe one day join the ranks of astronomers who are full of contradictions, and use their backgrounds to discover, once and for all, that we are truly not alone in the universe. Thank you.

「他の惑星で生命体を見つける方法(How we’ll find life on other planets)」の和訳

宇宙に生命が存在する別の惑星を探しています。裸眼でも、現在所有している最も強力な望遠鏡でも、この惑星は見ることができません。しかし、それが存在することを知っています。そして、自然に起こる矛盾を理解することが、私たちがそれを見つけるのに役立ちます。

地球上では、水があるところに生命があります。したがって、私たちは恒星からちょうど適切な距離を公転する惑星を探します。この距離は、異なる温度の恒星の青色で示されており、惑星は表面で水が流れるように十分に暖かくなり、そこに生命が存在するかもしれません。一部の天文学者は、恒星からこのような距離にある惑星を見つけることに時間とエネルギーを注いでいます。私の仕事は、彼らの仕事が終わるところから始まります。私は太陽系外惑星の可能な気候をモデル化します。

そして、それが重要な理由はこちらです:恒星からの距離以外にも、惑星が生命をサポートできるかどうかを制御する要因がたくさんあります。金星を例に取りましょう。その美しい外観から、ローマの愛と美の女神にちなんで名付けられました。しかし、宇宙船の測定結果は異なる物語を明らかにしました。地表温度は摂氏500度に近く、鉛を溶かすほど高温です。その原因は太陽からの距離ではなく、厚い大気です。大気は太陽からの熱を捉え、惑星の表面を焼きつける温室効果を引き起こします。この惑星に対する初期の認識とは全く矛盾する現実がありました。

太陽系からのこれらの教訓から、惑星の大気はその気候や生命を受け入れる潜在能力にとって重要であることを学びました。私たちはこれらの惑星の大気がどのようなものかを知りません。なぜなら、これらの惑星は恒星に比べて非常に小さくて暗く、そして私たちから非常に遠いからです。たとえば、表面に水を持つ可能性がある最も近い惑星の1つであるグリーゼ667 Ccは、23光年離れています。これは100兆マイル以上です。ホスト恒星の前を通過する太陽系外惑星の大気組成を測定しようとするのは難しいです。それはまるで果物ハエが車のヘッドライトの前を通過しようとしているようなものです。車が100兆マイル離れていると想像してみてください。そして、そのハエの正確な色を知りたいのです。

したがって、私はコンピュータモデルを使用して、水と生命に適した気候の種類を計算します。こちらは、ケプラー62fという惑星のアーティストのコンセプトです。地球が参照されています。この惑星は1,200光年離れており、地球よりわずか40%大きいです。私たちのNSF(National Science Foundation)の資金提供を受けた研究によると、多くの種類の大気や軌道の配置から、この惑星には表面に水が存在するのに十分な暖かさがあります。したがって、将来の望遠鏡がこの惑星を追跡して、生命の兆候を探すことを望んでいます。

惑星の表面に氷があることも気候に重要です。氷はより長い赤い波長の光を吸収し、より短い青い光を反射します。そのため、この写真の氷山がとても青く見えるのです。太陽からのより赤い光は氷を通過する途中で吸収されます。青い光だけが底までたどり着きます。それから私たちの目に反射して青い氷が見えるのです。私のモデルによると、より冷たい恒星を公転する惑星は、実際にはより暖かいかもしれません。これは別の矛盾です?氷がより冷たい恒星からのより長い波長の光を吸収し、その光、そのエネルギーが氷を加熱するからです。

これらの矛盾が惑星の気候にどのように影響するかを探るために気候モデルを使用することは、他の場所での生命の探求にとって極めて重要です。そして、これが私の専門分野であることは驚くことではありません。私はアフリカ系アメリカ人の女性天文学者であり、古典的に訓練された俳優です。メイクをすることが好きでファッション雑誌を読む人間です。ですから、私は自然の矛盾を理解するために独特の立場にあります ?

…そして、それらがどのように次の生命が存在する惑星を探すための私たちの探求を支えるかを見ることができます。私の団体であるライジング・スターガールズは、演劇、執筆、視覚芸術を使用して、有色の中学生の女の子たちに天文学を教えています。これもまた矛盾です ? 科学と芸術はしばしば一緒には行かないものですが、それらを交差させることで、これらの女の子たちが学ぶことに自分自身全体を持ち込むのを助け、そしておそらくいつか、矛盾に満ちた天文学者の仲間になり、彼らのバックグラウンドを活かして、我々が宇宙で本当に孤独ではないことを最終的に発見するお手伝いができるかもしれません。ありがとうございました。

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