Astronomen entdecken Wassermoleküle, die einen Stern umkreisen

(CNN) Ein nahe gelegenes Sternensystem hilft Astronomen, das Rätsel zu lösen, wie Wasser vor Milliarden von Jahren in unserem Sonnensystem auftauchte.

Wissenschaftler haben mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array of Telescopes (ALMA) im Norden Chiles einen jungen Stern namens V883 Orionis beobachtet, der sich 1.300 Lichtjahre entfernt befindet.

Der Stern ist von einer Scheibe aus einer planetenförmigen Wolke aus Gas und Staub umgeben, die von der Geburt des Sterns übrig geblieben ist. Schließlich verklumpt das Material in der Scheibe über Millionen von Jahren zu Kometen, Asteroiden und Planeten.

Ein Forscherteam verwendete ALMA, um chemische Signale in der planetenbildenden Scheibe zu messen und das Vorhandensein von gasförmigem Wasser oder Wasserdampf nachzuweisen. Ihre Entdeckung ermöglichte es den Astronomen, die Reise des Wassers aus den Gaswolken zu verfolgen, die den Stern bildeten und schließlich die Planeten entstehen ließen.

Ihre Ergebnisse, am Mittwoch in der Zeitschrift veröffentlicht Natur, weist darauf hin, dass Kometen, die aus der planetenbildenden Scheibe der Sonne entstanden sind, Wasser zur Erde brachten. Das bedeutet, dass das Wasser auf der Erde tatsächlich älter sein könnte als unsere Sonne, die 4,6 Milliarden Jahre alt ist.

„Wir können jetzt die Ursprünge des Wassers in unserem Sonnensystem vor der Entstehung der Sonne zurückverfolgen“, sagte der Hauptautor der Studie, John J. Tobin, ein Astronom am National Astronomical Observatory, in einer Erklärung.

Normalerweise bestehen Wassermoleküle aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen.

Das Forschungsteam untersuchte eine Variable namens schweres Wasser, die in der Scheibe von V883 Orionis? Wo eines der Wasserstoffatome durch ein schweres Isotop namens Deuterium ersetzt wird. Das Wasser, an das wir gewöhnt sind, und schweres Wasser bilden sich in verschiedenen Szenarien, und Forscher können ihre Verhältnisse verwenden, um zu verfolgen, wann und wo sich Wassermoleküle gebildet haben.

Astronomen glauben, dass Kometen möglicherweise schon früh in ihrer Geschichte für die Wasserversorgung der Erde verantwortlich waren, indem sie mit dem Planeten kollidierten, da einige Kometen ähnliche Proportionen wie das Wasser auf der Erde haben.

Kometen sind große Himmelskörper aus Staub und Eis, die Sterne umkreisen.

In ihrer Studie von V883 Orionis erkannten die Forscher die fehlende Verbindung zwischen jungen Sternen, die aus Gas- und Staubwolken geboren wurden, die Wassermoleküle enthalten, und Kometen, die ebenfalls aus denselben Wolken entstanden sind, die neugeborene Sterne umkreisen.

„V883 Orionis ist in diesem Fall das fehlende Glied“, sagte Tobin in der Erklärung. „Die Zusammensetzung des Wassers in der Scheibe ist der von Kometen in unserem Sonnensystem sehr ähnlich. Dies bestätigt die Vorstellung, dass Wasser in Planetensystemen vor Milliarden von Jahren vor der Sonne im interstellaren Raum entstanden und von ihnen vererbt wurde Kometen und Erde, relativ unverändert.“

Der Nachweis von Wassermolekülen in Planetenscheiben kann eine herausfordernde Aufgabe sein.

„Das meiste Wasser in planetenbildenden Scheiben ist wie Eis gefroren, daher ist es normalerweise vor unserer Sicht verborgen“, sagte Margot Lemker, Co-Autorin der Studie, Doktorandin am Leiden Observatory in den Niederlanden, in einer Erklärung.

Es ist einfacher, kohlensäurehaltiges Wasser zu erkennen als Eis, da die Moleküle bei ihrer Bewegung Strahlung abgeben.

Die Scheibe um V883 Orionis ist ungewöhnlich warm, sagte Tobin, aufgrund von Energieausbrüchen des Sterns, die Eis in Gas verwandelten und es den Forschern ermöglichten, es zu entdecken.

Das Team entdeckte in der planetenbildenden Scheibe mindestens das 1.200-fache der Wassermenge der Ozeane der Erde.

Astronomen sind daran interessiert, es zu verwenden Ein sehr großes Teleskop, oder ELT, und sein Mittelinfrarot-Bildgebungs- und Spektrometrieinstrument der ersten Generation, oder METIS, für diese Art von Beobachtungen in der Zukunft. Das ELT befindet sich derzeit in Chile im Bau und soll 2028 fertig sein.

„Dies wird uns einen vollständigeren Überblick über das Eis und Gas in den Scheiben des Planeten geben“, sagte Limaker.