Wasserfund im Weltall - wissenschaft.de
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Astronomie+Physik

Wasserfund im Weltall

Über 12 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt gab es kurz nach dem Urknall ein riesiges Wasserreservoir, haben US-Forscher entdeckt: Rund um ein gigantisches Schwarzes Loch existierte damals eine Wasserdampfwolke, die genug Wasser enthielt, um die Ozeane auf der Erde 140 Billionen Mal zu füllen. Aufspüren konnten die Astronomen das Wasserreservoir, das gleichzeitig das größte und das älteste jemals entdeckte ist, anhand der energiereichen Strahlung, die von der Gaswolke ausgeht: Sie entsteht, wenn das Schwarze Loch das Material verzehrt und dabei in seiner Umgebung Energie abstrahlt. Die jetzt mithilfe des Z-Spec-Spektrometers – Teil des Caltech Submillimeter Observatory auf dem Mauna Kea auf Hawaii – aufgefangene Strahlung wurde in der Frühzeit des Universums ausgesendet: etwa 1,6 Milliarden Jahre nach dem Urknall, sagen die Forscher um NASA-Mitarbeiter Matt Bradford, der aktuell am Caltech arbeitet.

Bei dem Objekt handelt es sich um einen sogenannten Quasar, einen Galaxienkern, der aufgrund der Aktivität des Schwarzen Lochs in seinem Zentrum ständig Energie ausstößt. Im Fall von APM 08279+5255, so der etwas sperrige Name des wasserreichen Exemplars, entsprach der Energieausstoß vor 12 Milliarden Jahren etwa dem von einer Billiarde Sonnen und war damit gut 65.000-mal so groß wie der der gesamten Milchstraße heute. Auch die anderen Daten, die die Forscher aus ihren Messungen ableiten, sind gigantisch. So verfügte das Schwarze Loch alleine offenbar über eine Masse, die etwa 20 Milliarden Mal größer ist als die unserer Sonne.

Und auch die Gaswolke rund um dieses Schwarze Loch ist beeindruckend: Sie enthielt eine Wassermenge mit einer Masse, die der von 100.000 Sonnen oder 34 Milliarden Erden entspricht. Das sei mit Abstand das größte Wasserreservoir, das jemals im Weltraum beobachtet wurde, schreiben die Forscher. Zwar gebe es auch anderswo Wasser, unter anderem auch in der Milchstraße, dort liegt ein großer Teil jedoch in Form von Eis vor. Die Menge an Wasserdampf in unserer Galaxie ist um einen Faktor 4.000 kleiner ist als die bei APM 08279+5255.

Die Wellenlängen der Strahlung, die die Wissenschaftler analysiert haben, liegen im Millimeterbereich und damit im Spektrum zwischen Infrarotstrahlung und Mikrowellen. Sie lässt eine ganze Reihe von Rückschlüssen auf die Eigenschaften des Wasserdampfs und der anderen Gase in der Wolke zu. So scheint das Gas mit minus 53 Grad Celsius beispielsweise ungewöhnlich warm gewesen zu sein – fünfmal wärmer als eine durchschnittliche Wolke innerhalb einer Galaxie, sagen die Astronomen. Auch war sie sehr dicht, vermutlich einen Faktor 10 bis 100 dichter als üblich. Offenbar wurde das Gas von Infrarot- und Röntgenstrahlung aufgeheizt.

Insgesamt war so viel Gas vorhanden, dass das bereits zum jetzt beobachteten Zeitpunkt gigantische Schwarze Loch genügend Futter hatte, um auf das Sechsfache seiner aktuellen Größe anzuwachsen. Dazu müsste es allerdings das gesamte Material verschluckt haben. Ob das tatsächlich geschah, könne man im Moment nicht sagen, kommentieren die Forscher – es könnte auch sein, dass sich aus Teilen des Gases Sterne gebildet haben oder Materie in die weitere Umgebung hinausgeblasen wurde. Neue, bessere Teleskope und Instrumente sollen nun helfen, das Gas noch genauer zu analysieren.

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Mitteilung des California Institute of Science, Pasadena wissenschaft.de – Ilka Lehnen-Beyel
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