Астроном, актриса, пример для подражания: Аомава Шилдс ищет жизнь на других планетах

Аомава Шилдс – астробиолог, изучающая возможность жизни на других планетах. Она также использует свои актерские навыки, чтобы рассказать девочкам средней школы о загадках астрономии. Фото: Райан Лаш/TED

Аомава Шилдс — женщина — «противоречие». Астроном и астробиолог по профессии, она ищет экзопланеты, на которых при  использовании компьютерных моделей для поддержания атмосферы может существовать жизнь. Также она является актрисой, которая с помощью своей организации Rising Stargirls обучает астрономии темнокожих девочек из средних школ, используя театр, письмо и изобразительное искусство, чтобы разжечь их воображение.

Она рассказала TED Blog о том, как нити её жизни — ученой, актрисы, примера для подражания и педагога — сплетаются в единое целое.

«Астробиология» является новым словом для меня. Что это значит?

Астробиология – наука о происхождении, эволюции, распределении и будущем жизни во Вселенной. Это обширная тема. Астробиологи имеют совершенно разную базу — у меня это астрономия, но есть также геологи, которые становятся астробиологами, а также океанографы, химики и биологи. Мы работаем вместе, чтобы ответить на вопрос: «Одни ли мы во Вселенной?», а также: «Как мы собираемся найти ответ на этот вопрос?»

Некоторые из этих экспертов фокусируются на происхождении жизни: Как началась жизнь на нашей планете? Другие думают о метаболизме: Как жизнь развивается, использует свою энергию и проводит реакции, необходимые, чтобы питаться, расти, размножаются и реагировать на окружающую среду? Существуют ли другие виды метаболизма помимо тех, что мы знаем здесь, на Земле? Важно задавать этот вопрос, потому что мы не хотим упустить зарождение жизни, которая использует другие химические процессы, нежели жизнь, которую мы знаем; например, жизнь, которая основана не углероде, или которая использует что-то кроме воды для осуществления молекулярных процессов.

star1
Видение художника потенциально обитаемой планеты Kepler-62F, находящейся на орбите звезды, немного более прохладной, чем наше Солнце. Она находится на расстоянии 1200 световых лет. Изображение: NASA Ames / JPL-Caltech

На данный момент обнаружено множество планет, но мы не можем их подробно рассмотреть, чтобы попытаться установить состав их атмосферы и определить, есть ли на них жизнь. Так что я большой сторонник использования комбинации методов наблюдательной и теоретической астрономии, чтобы помочь нам сузить поиски  планет, на которых, скорее всего, есть вода и жизнь. Нахождение их — первый шаг, и это важный, ключевой шаг, но на нем работа не заканчивается. Идентификация планеты как «потенциально пригодной для жизни» не означает, что она «обитаема», а «обитаемая» не означает «заселенная». Этот момент может действительно запутать общественность.

Ваш подход заключается в моделировании климата на экзопланетах. Как это работает, и что это нам говорит о возможности жизни на них?

Я меняю климатические модели, первоначально разработанные для Земли — трехмерные глобальные климатические модели, которые используются для прогнозирования погоды и климатических особенностей — и применяю их на планетах, вращающихся вокруг других видов звезд. Идея состоит в попытке выяснить, могут ли эти новые планеты быть пригодными для жизни. Например, различные виды звезд излучают свет в различных световых диапазонах. Более холодные звезды излучают намного больше света на большей длине волны, а лёд и атмосферные газы хорошо поглощают этот тип света. Поэтому планеты вокруг таких типов звёзд, возможно будут теплее по сравнению с планетами, вращающимися вокруг других типов звёзд. Это предположение из части моих работ. Глядя на комбинации факторов, которые могут влиять на климат планеты, мы можем попытаться определить условия, необходимые для того, чтобы планета была пригодна для жизни.

Моя работа поможет решить, на какие планеты следует в первую очередь обратить внимание, когда следующее поколение телескопов будет доступно. Это важно, потому что у нас нет бесконечного времени, но есть тысячи открытых планет — и довольно большой список планет, c так называемыми «комфортными условиями», где температура не слишком тёплая и не слишком холодная для жизни.

Как создатель моделей, я могу определить, какова будет температура поверхности, если атмосфера планеты имеет определенный состав. Моя мантра в работе такова: «Комфортные условия – не самое главное». Планета может быть на нужном расстоянии от звезды, но все еще не быть пригодной для жизни, потому что есть другие факторы, которые делают ее такой — форма орбиты, например, может создать огромные колебания температуры в ходе обращения планеты вокруг своей звезды. Мы должны исследовать широкий спектр факторов, которые могут повлиять на климат и обитаемость планеты, что поможет получить точную оценку пригодности планеты для жизни.

Аомава Шилдс рассказывает о своих исследованиях в системе Кеплер-62 студентам астрономии в Калифорнийском университете. Фото: NBC Learn

На какие планеты вы обращаете внимание в первую очередь?

Если планета достаточно тёплая для воды, то несмотря ни на что, я ввожу её в свою модель Вселенной. Я ставлю ее вверх списка, потому скорее всего, она пригодна для жизни. Тем не менее, это не означает, что там в самом деле есть вода. Мы пытаемся заполучить большие телескопы, чтобы смотреть сквозь атмосферу и найти признаки  наличия океана. Мои коллеги изучают способы обнаружения отблесков отражающегося звездного света от океана экзопланеты. Дело заключается в следующем: отблеск может быть даже не от воды. Спутник Сатурна Титан, например, имеет озёра жидкого этана, и мы можем увидеть отражение от них. Так что, если там есть жизнь, то это жизнь, о которой мы ничего не знаем.

Что ещё вы ищете на планетах?

Астробиологи также изучают вероятные ложные проявления жизни. Например, вы могли бы предположить, что, если вы обнаружили кислород в атмосфере, то это означает, что на планете есть жизнь. Однако, например, вулканы могут вырабатывать кислород — они выделяют углекислый газ, который является смесью углерода и кислорода, которые распадаются под действием солнечного света. Так что можно обнаружить кислород и предположить о наличии жизни там, где её нет.

Одной из задач является создание списка ложных показателей, которые можно вычеркнуть. Это трудный вопрос: Как мы можем однозначно сказать, что на планете имеется жизнь, не слетав туда?  Это, вероятно, не произойдет в течение нашей жизни. Однако использование телескопа, который сможет измерить составляющие атмосферы можно в нашей жизни, поэтому мы хотим точно знать, что искать.

Моя работа ведет нас к этому. Я помогаю генерировать этот список приоритетных планет, про которые мы сможем сказать: «Хорошо, эти планеты, скорее всего, пригодны. Давайте направим телескопы на них». Я думаю, что это важный шаг в этом поиске.

Помимо занятий астробиологией, Вы также и актриса. Это две чрезвычайно затратные дисциплины в плане времени и энергии. Как вы все совмещаете?

На самом деле, я забрасывала астрономию на 11 лет. Я начала обучение в Массачусетском технологическом институте и изучала геологию, атмосферные и планетарные науки и получила степень бакалавра. Я начала свою диссертационную работу по астрофизике сразу после этого. Я также подала документы в несколько актерских школ, но ничего из этого не вышло. И все же меня тянуло к постановкам, поэтому, когда возникли академические сложности в течение первого года, я подумала: «Надо попробовать сыграть и посмотреть, что из этого выйдет».

Я перестала изучать астрофизику и поступила в Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе на театральное направление, и мне открылся новый мир. Игра в театре ощущалась как развлечение, потому что нам нужно было, например, найти любимое стихотворение, принести его, чтобы поделиться с классом и затем прочитать его. Также нам нужно было написать свой собственный моноспектакль. Было трудно совсем по-другому, и очень страшно.

Аомава Шилдс в главной роли в постановке произведения Еврипида «Троянские женщины», срежиссированной Брэдом Мейсом. Фото предоставлено Аомавой Шилдс.

Но после получения моей актерской степени, я поняла, что скучала по астрономии. Я не хотела слышать об открытиях из теленовостей, я хотела быть частью этого. Я устроилась на работу в Калифорнийский технологический институт в качестве оператора службы поддержки для космического телескопа Спитцер, который похож на Хаббл, но который помогает смотреть на Вселенную в инфракрасном виде вместо обычного. Кто-то там знал, что я играла в театре, и когда пришли от PBS (американской службы общественного вещания),что они, как правило, делают в Калифорнийском технологическом институте, когда нуждаются в  научных новостях,  я попала на прослушивание на место соавтора журнала о новостях науки под названием Wired Science, который является партнерством между PBS и журналом Wired. И я получила работу.

Постепенно, я влюбилась в свою работу. Научное телевидение действительно, казалось, объединило два моих мира – актерскую игру и астрономию. Вдруг возникло ощущение, что все дороги ведут обратно к получению докторской степени в астрофизике. Через Калифорнийский технологический институт, я поговорила с Нилом Деграсс Тайсоном, и он сказал, что мне нужно получить докторскую степень, чтобы выступать в качестве эксперта на телевидении. Я также подала документы на программу кандидатов в астронавты НАСА примерно в то время, и докторская степень была необходима, чтобы продвинуться и там. Так что я взялась за получение степени доктора по астрофизике в университете Вашингтона. Готовность моего мужа переехать в Сиэтл, и его поддержка на протяжении обучения в магистратуре сыграли важную роль в моем успехе.

Вы также объединили актерскую игру и астрономию в работе с девочками и преподавании технических дисциплин. Что послужило вдохновением для этой работы?

Я хотела побудить  девочек, традиционно недостаточно представленных в мире науке, рассмотреть возможность карьеры в астрономии. Но я не хотела учить их астрономии в обычном стиле, основанном на лекциях, или даже в стиле работы с макетами. Я хотела использовать свою уникальную базу.

Мой семинар, который называется «Вселенная: Больше, чем кажется на первый взгляд», основан на том, что девочки становятся тише, когда они учатся в средней школе. Они начинают поднимать руки реже, их начинает чрезмерно заботить то, как они выглядят в глазах других, насколько они красивы, и как выглядят внешне, и меньше озабочены тем, что они думают и чувствуют. Но есть множество другого — можно изучать планеты. Я подумала: «Давайте применим многогранный подход к астрономии.» Мне повезло получить финансирование от Национального научного фонда, который ценит этот вид работы так же сильно, как и мои исследования.

Rising Star girls вдохновляет учениц средней школы различных рас к исследованию астрономии через театр и изобразительное искусство. Фото: Ли Эстер

Семинар включает в себя письмо, театральные игры и изобразительное искусство. Мы просим девочек воображать. Например, мы просим их нарисовать свою собственную экзопланету и описать её. Не слишком ли жаркая или холодная она для жизни? Если на ней есть жизнь, какой это вид жизни? Какой вы хотите её видеть? Вокруг скольких звёзд она вращается? Когда девочка говорит мне во время  рисования: «А что, если мы обнаружим планету, которая на самом деле выглядит как мой рисунок?», здорово ответить ей: «Может быть! Это действительно может быть! Мы находим разные планеты». Подобные фразы означают, что она думает о её собственном причастности к этому предмету.

После я решила применить эту идею в других школах. Я только что закончила семинар в средней школе Irving STEAM Magnet в Лос-Анджелесе. В школе учится 80% испаноязычных детей, и девочки, которые участвовали в семинаре, были латиноамериканского происхождения. В течение трех недель мы встречались после занятий дважды в неделю в течение двух часов. В конце концов, они сказали, «Почему вы уходите?» Я попросила девочек оценить утверждение: «Я вижу себя в качестве ученого» по шкале от 1 (категорически не согласна) до 6 (полностью согласна) до и после семинара. До семинара только 20% девочек ответили 4 или выше. После семинара более 60% выбрали 4 или выше. Результаты обнадёживают.

Если я смогу сделать так, что девочки увидят часть себя — свои волосы, ноги, лицо и глаза, пальцы, связанными со взорвавшейся звездой, может быть, эта связь останется с ними по мере их столкновения с неизбежными проблемами в научной карьере. Таким образом, они не сойдут с пути, когда появятся трудности.

Как Аомава Шилдс объясняет роль атмосферы в определении климата планеты? Она использует пуховик в качестве аналогии в случае с Венерой. Фото: NBC Learn

Вы, кажется, усердно трудитесь в нескольких направлениях сразу.

Да. Но я также поняла, что, может быть, я и не должна думать такими определениями. Одной из величайших вещей, основанных на моем опыте взаимодействия с TED, является понимание того, что мы все ходячие противоречия. Еще один член моей группы TED отметил, что противоречие только в том, как мы можем быть восприняты другими. В действительности, так просто устроены люди. У нас очень много различных аспектов.

Я верю, что никогда не поздно стать тем, кем вы могли бы стать. Мне было 34 года, когда я поступила в магистратуру на астронома во второй раз. И я была намного лучше подготовлена к ней из-за возраста — умственно, эмоционально и духовно. Существует способ быть вовлеченным в дело, которое вы всегда любил делать. На моем сайте есть слоган: «Существует множество способов стать ученым.» На самом деле, есть множество способов сделать что-либо. И если нет никого, кто мог бы это сделать до меня, то это не значит, что это невозможно. На самом деле, мое единственное ограничение – мой разум.

Автор перевода: Влад Дремов
Источник: blog.ted.com

Похожие статьи

Жизнь на Марсе: Интервью с инженером авиакосмической промышленности (и популярным героем мемов) Бобаком Фердоуси
Могут ли кометы объяснить причины существования жизни на Земле? Уроки мелом