Wasser, ein essentielles Element für das Leben, wie wir es kennen, könnte sich viel früher im Universum gebildet haben als bisher angenommen. Eine aktuelle Studie untersucht, wie die ersten Wassermoleküle in den primordialen Halos nach Supernova-Explosionen entstanden sein könnten.
Forscher haben Computersimulationen genutzt, um zwei Arten von Supernovae zu untersuchen: eine mit einem Stern, der 13 Mal so massereich wie die Sonne ist, und eine andere mit einem Stern, der 200 Mal massereicher ist. Diese Simulationen haben gezeigt, wie der bei diesen Explosionen produzierte Sauerstoff sich mit Wasserstoff verbinden konnte, um Wasser zu bilden.
Künstlerische Darstellung einer Supernova - M. Weiss
In der ersten Simulation bildete sich Wasser in Mengen, die einem winzigen Bruchteil der Sonnenmasse entsprechen, zwischen 30 und 90 Millionen Jahren nach der Explosion. Die zweite Simulation zeigte eine schnellere und größere Wasserbildung, die etwa 0,001 Sonnenmassen in nur 3 Millionen Jahren erreichte.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Wasser bereits 100 bis 200 Millionen Jahre nach dem Urknall im Universum vorhanden gewesen sein könnte. Dieses Wasser, das in den dichten Überresten der Supernovae entstand, könnte eine entscheidende Rolle bei der Planetenbildung gespielt haben.
Die Studie betont die Bedeutung der extremen Bedingungen in Supernovae für die Synthese schwerer Elemente wie Sauerstoff. Dieses Element, das sich mit Wasserstoff verbindet, ermöglichte die Bildung von Wasser, einem Schlüsselelement für die Entstehung von Leben. Die Forscher vermuten, dass dieses urzeitliche Wasser in entstehende Planetensysteme integriert worden sein könnte. Dies eröffnet neue Perspektiven auf den Ursprung des Wassers in unserem eigenen Sonnensystem.
Diese Entdeckung, veröffentlicht in
Nature Astronomy, basiert auf Computermodellen, die die physikalischen und chemischen Bedingungen der frühen Epochen des Universums simulieren. Sie fügt dem Puzzle über den Ursprung des Lebens im Universum ein weiteres Teil hinzu.
Wie entsteht Wasser im Universum?
Wasser entsteht, wenn Sauerstoff, der in Sternen produziert wird, sich mit Wasserstoff, dem häufigsten Element im Universum, verbindet. Dieser Prozess erfordert spezifische Temperatur- und Dichtebedingungen, die oft in den Überresten von Supernovae zu finden sind.
Supernovae verteilen bei ihrer Explosion die von ihnen synthetisierten Elemente, einschließlich Sauerstoff, im Weltraum. Dieser Sauerstoff kann, wenn er auf Wasserstoff trifft, Wassermoleküle bilden, insbesondere in den dichten und kalten Regionen der Materiehalos, die von der Explosion übrig bleiben.
Die Bildung von Wasser ist somit ein Prozess, der von der chemischen Geschichte des Universums abhängt, die durch das Leben und den Tod von Sternen geprägt ist. Dies zeigt, wie die essentiellen Elemente für das Leben das Ergebnis gewaltsamer astrophysikalischer Phänomene sind.
Quelle: Nature Astronomy