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Halbschweres Wassereis um jungen sonnenähnlichen Stern
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik
astronews.com
30. Juni 2025
Mithilfe des Weltraumteleskops James Webb ist es
erstmals gelungen, halbschweres Wassereis um einen jungen, sonnenähnlichen Stern
nachzuweisen. Der Fund stützt die Theorie, dass ein Teil des Wassers in unserem
Sonnensystem bereits vor der Entstehung der Sonne und ihrer Planeten existierte.
Aufnahme des des protostellaren Systems
L1527 IRS vom Weltraumteleskop James Webb. Der
Protostern ist in eine Wolke aus Staub, Gas und
Eis (einschließlich halbschwerem Wassereis)
eingebettet, die sein Wachstum nährt.
Bild:
NASA / ESA / CSA / STScI [Großansicht] |
Woher stammt das Wasser, das das Leben auf der Erde erst möglich gemacht hat?
Um dies herauszufinden, versucht die Astronomie den Ursprung des Wassers
zurückzuverfolgen, etwa durch die Messung seines Deuterierungsverhältnisses.
Deuterium ist ein stabiles Isotop des Wasserstoffs, dessen Kern neben einem
Proton auch ein Neutron enthält. Wasser, das aus einem Deuteriumatom und einem
Wasserstoffatom besteht – HDO statt H₂O – wird auch als "halbschweres Wasser"
bezeichnet. Ein hoher Anteil an halbschwerem Wasser deutet darauf hin, dass es
an einem sehr kalten Ort entstanden ist, beispielsweise in den urzeitlichen,
dunklen Wolken aus Staub, Eis und Gas, aus denen Sterne entstehen.
In unseren Ozeanen, Kometen und eisigen Monden besteht bis zu eines von
zweitausend Wassermolekülen aus halbschwerem Wasser. Das ist etwa zehnmal mehr,
als aufgrund der Zusammensetzung der Sonne zu erwarten wäre. Die Wissenschaft
vermutet daher, dass ein Teil des Wassers in unserem Sonnensystem vor
Hunderttausenden von Jahren vor der Geburt der Sonne in dunklen Wolken als Eis
entstanden ist. Um dies zu bestätigen, müssen sie den Deuterierungsgrad von
Wassereis in Sternentstehungsgebieten messen.
Einem internationalen Team von Forschenden unter der Leitung von Ewine van
Dishoek, Professorin für Astronomie an der Universität Leiden in den
Niederlanden, ist es nun gelungen, einen hohen Anteil an halbschwerem Wassereis
in einer protostellaren Hülle nachzuweisen. Dabei handelt es sich um die
Materiewolke, die einen Stern in seiner Entstehungsphase umgibt. Die
Astronominnen und Astronomen nutzten für ihre Untersuchung das
James-Webb-Weltraumteleskop. Vor dessen Start konnte der Deuterierungsgrad von
Wasser nur in der Gasphase, wo chemische Veränderungen stattfinden, zuverlässig
gemessen werden.
"Mit der beispiellosen Empfindlichkeit von Webb beobachten wir nun
eine wunderschön klare Signatur von halbschwerem Wassereis in Richtung eines
Protosterns", sagt Katie Slavicinska, Doktorandin an der Universität Leiden. Der
Deuterierungsgrad des Wassers in L1527 ähnelt dem einiger Kometen sowie dem der
protoplanetaren Scheibe eines weiter entwickelten jungen Sterns. Dies deutet
darauf hin, dass das in all diesen Objekten gefundene Wasser einen ähnlichen
kalten und alten chemischen Ursprung hat.
"Diese Entdeckung ist ein weiterer Beleg dafür, dass der Großteil des
Wassereises von den frühesten bis zu den spätesten Stadien der Sternentstehung
weitgehend unverändert bleibt", betont van Dishoeck, Sie hat einen Großteil
ihrer Karriere damit verbracht, die Reise des Wassers durch den Weltraum zu
verfolgen.
Über die Beobachtungen berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der
Zeitschrift The Astrophysical Journal Letters erschienen
ist.
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