James Webb Teleskop: Wasserfund um jungen Stern gibt Rätsel auf

Wasser erfüllt auf einem Planeten lebenswichtige Funktionen und ist daher sehr wichtig für das Leben. Aus diesem Grund ist die Suche nach Wasser in der Raumfahrt von größter Bedeutung, da es ein ausschlaggebender Indikator für potenziell bewohnbare Planeten ist.

Wenn wir Wasser auf anderen Himmelskörpern wie dem Mars oder Monden anderer Planeten entdecken, könnte dies bedeuten, dass diese Orte zumindest in der Vergangenheit oder unter der Oberfläche Lebensbedingungen geboten haben oder immer noch bieten könnten. Wasser wäre in diesen Welten eine entscheidende Ressource, die auch für zukünftige menschliche Siedlungen oder sogar für die Unterstützung von Lebensformen, die sich möglicherweise an die extremen Bedingungen angepasst haben, von großer Bedeutung wäre.

Rätsel um Stern PDS 70

Mithilfe des Mid-InfraRed Instruments (MIRI) an Bord des James Webb Weltraumteleskops (JWST) wurde Wasser in der unmittelbaren Umgebung des Zentrums der Scheibe um den Stern PDS 70 entdeckt. Diese Region entspricht derjenigen, in der im Sonnensystem Gesteinsplaneten ihre Umlaufbahnen um die Sonne haben. Mit anderen Worten: In dieser Zone bilden sich erdähnliche Planeten.

Diese Entdeckung ist besonders bemerkenswert, da sie der erste Nachweis dieser Art von Wasservorkommen in einer Scheibe ist, die bereits mindestens zwei Planeten beherbergt. Die Möglichkeit von Gesteinsplaneten, die in der inneren Scheibe entstehen, direkt von einem erheblichen Wasserreservoir zu profitieren, könnte ihre Chancen auf spätere Lebensfreundlichkeit erhöhen. Diese Erkenntnis deutet auf einen Mechanismus hin, der potenziell lebensfreundliche Planeten während ihrer Entstehung mit Wasser versorgt.

Laut der Studie besteht das Wasser in dieser Umgebung aus heißem Dampf mit einer glühenden Temperatur von 330 Grad Celsius (600 Kelvin). „Diese Entdeckung ist äußerst aufregend, da sie die Region untersucht, in der sich typischerweise erdähnliche Gesteinsplaneten bilden“, erklärt MPIA-Direktor Thomas Henning.

Die Quelle des irdischen Wassers

Die Wissenschaftler diskutieren zudem, wie das Wasser auf unseren Planeten gelangt ist und ob ein ähnlicher Prozess auch auf erdähnlichen Exoplaneten um andere Sterne stattfinden könnte. Der favorisierte Mechanismus für diese Wasserzufuhr ist die Kollision mit wasserhaltigen Asteroiden, die die Oberfläche eines jungen Planeten bombardieren. „Wir haben jetzt möglicherweise Beweise dafür gefunden, dass Wasser eines der frühesten Bestandteile von Gesteinsplaneten sein könnte und bereits bei ihrer Geburt vorhanden ist“, kommentierte Giulia Perotti, Astronomin am Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA) in Heidelberg, Deutschland.

PDS 70 stellt eine bemerkenswerte Entdeckung dar, da es sich um die erste vergleichsweise alte Scheibe handelt – etwa 5,4 Millionen Jahre alt – in der Forscher Wasser nachgewiesen haben. Wie in der entsprechenden Pressemitteilung erklärt wird, nimmt normalerweise der Gas- und Staubgehalt von protoplanetaren Scheiben im Laufe der Zeit ab. Dies geschieht entweder durch den Einfluss der Strahlung oder des Winds des Zentralsterns, die Material wie Staub und Gas entfernen, oder durch das Wachstum von Staubpartikeln zu größeren Objekten, die schließlich zu Planeten werden.

Wenn sich diese Feststellung als richtig erweist, könnten viele erdähnliche Planeten, die sich in diesen Gebieten bilden, mit einer entscheidenden Zutat geboren werden, die lebensfreundliche Bedingungen ermöglicht.

Woher kommt dieses Wasser?

Eine weitere Frage, die nun entscheidend ist – woher kommt dieses Wasser? Dazu gibt es verschiedene Hypothesen. Eine Möglichkeit besteht darin, dass das Wasser ein Überbleibsel eines früheren, wasserreichen Nebels ist, der dem aktuellen Scheibenstadium vorausging. Wasser ist im Universum weit verbreitet, insbesondere im gefrorenen Zustand, wenn es die Oberfläche winziger Staubpartikel bedeckt. Unter der Einwirkung der Wärme eines nahen Sterns verdampft das Eis und vermischt sich mit den anderen Gasen in der Scheibe.

Eine weitere mögliche Quelle für das Wasser könnte Gas sein, das von den äußeren Rändern der Scheibe von PDS 70 einströmt. Unter bestimmten Bedingungen können Sauerstoff- und Wasserstoffgas reagieren und Wasserdampf bilden. Zusätzlich könnten wasserreiche Staubteilchen aus dem markanten äußeren Staubring mit dem sich bewegenden Gas mitgerissen werden. Der Zentralstern ist dabei so schwach, dass er das Wassereis in der Entfernung dieses Rings nicht verdampfen kann. Erst wenn die Staubkörner in die innere Scheibe in die Nähe des Sterns gelangen, verwandelt sich das Eis in gasförmiges Wasser.

„Die Wahrheit liegt wahrscheinlich in einer Kombination aus all diesen Möglichkeiten“, erklärte Perotti. „Dennoch ist es wahrscheinlich, dass einer dieser Mechanismen eine entscheidende Rolle beim Auffüllen des Wasserreservoirs der PDS 70-Scheibe spielt. In Zukunft wird es darum gehen, herauszufinden, welcher das ist.“