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Astronomie+Physik

Unser Wasser ist älter als die Sonne

14-09-25 Wasser.jpg
Künstlerische Untermalung der Forschungsergebnisse. Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)/ESO/J. Emerson/VISTA/Cambridge Astronomical Survey Unit]
Wann entstand das Wasser in unserem Sonnensystem? Irgendwann im Laufe seiner Entwicklungsgeschichte müssen sich aus den vorhandenen Elementen Wassermoleküle gebildet haben. Wann genau das passierte, war jedoch bisher nicht klar. Um dieser Frage nachzugehen, hat ein internationales Forscherteam nun Wasservorkommen mittels Isotopen-Analysen untersucht. Die Wissenschaftler kommen zu dem Schluss, dass ein Großteil des Wassers in unserem Sonnensystem älter ist als die Sonne selbst.

Auch wenn wir die Erde mitunter als den „blauen Planeten“ bezeichnen, so ist sie doch keinesfalls der einzige Himmelskörper in unserem Sonnensystem, auf dem sich Spuren von Wasser finden lassen. Auch auf Meteoriten, dem Mars und den Monden anderer Planeten gibt es Wasser, meist in Form von Eis. Dieses Eis könnte sich entweder vor oder nach der Entstehung der Sonne gebildet haben, waren sich Forscher bisher einig.

Unser Sonnensystem hatte zuerst die Form einer molekularen Wolke, in der sich verschiedene Moleküle und Atome zu immer neuen Verbindungen zusammensetzten. Sobald sich darin die Sonne als junger Stern entwickelte, spricht man von einer protoplanetaren Scheibe – eine ringförmige Scheibe aus Gas und Staub um die Sonne herum. Falls sich Eis bereits in der Wolke bildete, sollte es in allen „Scheiben“ im Universum zu finden sein, aus denen noch heute Planeten entstehen. Kam das Eis erst nach der Entstehung der Sonne hinzu, dürften von Planetensystem zu Planetensystem große Unterschiede bestehen, was deren Wassergehalt angeht. Soweit die Ausgangslage der Forscher.

Die Antwort liegt in besonderen Wasserstoffen

Um die Frage nach dem Entstehungszeitpunkt endgültig zu klären, führte das internationale Team Isotopen-Analysen von Wasser durch. Sie untersuchten das Verhältnis von „normalen“ Wasserstoff-Isotopen (H) zu „schwerem“ Wasserstoff (Deuterium) im Eis von beispielsweise Asteroiden. Der Deuteriumsanteil ist dort sehr hoch und um diesen entstehen zu lassen, braucht es die richtigen Bedingungen in der Umgebung: kaltes Gas, Sauerstoff in Gasform und eine ionisierende Energiequelle wie beispielsweise Röntgenstrahlen.

Im Verlauf ihrer Analysen kamen die Forscher zu der Schlussfolgerung, dass diese Bedingungen in der protoplanetaren Scheibe nicht ausreichend gegeben waren. Das kosmische Eis muss also schon vorher, vor der „Geburt“ der Sonne entstanden sein. „Die Ergebnisse zeigen, dass ein Teil des interstellaren Eises die Bildung des Sonnensystems überlebt hat und zu Planeten geformt wurde“, schreiben die Forscher. „Wenn also die Entwicklung unseres Sonnensystems typisch war, bedeutet das auch für entfernte Planetensysteme: Bei der ihrer Bildung haben die Himmelskörper Zugang zu interstellarem Eis – und damit zum lebenswichtigen Stoff Wasser.“

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Originalarbeit der Forscher:

© wissenschaft.de – Henrike Wiemker
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