Standort: science.ORF.at / Meldung: "Wasser ist älter als die Sonne"

Künstlerische Darstellung, wie das Eis aus der interstellaren Wolke in die protoplanetare Scheibe gelangt

Wasser ist älter als die Sonne

Ohne Wasser gäbe es kein Leben auf der Erde. Bis jetzt war allerdings unklar, ob es erst bei der Entstehung unseres Sonnensystems gebildet wurde oder schon zuvor vorhanden war. Letzteres ist nach einer neuen Studie wahrscheinlich. Das nährt die Vermutung, dass auch anderswo im All Leben möglich wäre, zumindest theoretisch.

Astrobiologie 26.09.2014

Eis aus dem All

Die Studie in "Science":

"The ancient heritage of water ice in the solar system" von L.I. Cleeves et al., erschienen am 26. September 2014.

Wasser ist in unserem Sonnensystem allgegenwärtig, wenn auch meist nicht so sichtbar wie auf der Erde. Nachgewiesen wurde es unter anderem in den Eismonden von anderen Planeten sowie auf den Planeten selbst, z.B. am Merkur und am Mars. Spuren des flüssigen Elements finden sich zudem in Mondgestein und Marsmeteoriten. Diese Einschlüsse funktionieren wie kleine Zeitkapseln, welche die Verhältnisse zurzeit der Entstehung des Sonnensystems spiegeln.

In ihrer Jugend war unsere Sonne von einer protoplanetaren Scheibe - bestehend aus Staub, Gas und Eis - umgeben, aus der dann die Planeten hervorgingen. Unklar war bis jetzt, ob das Eis aus der interstellaren Wolke stammt, aus der unser Sonnensystem hervorgegangen ist. Denn dieses könnte auch zerstört worden sein. In diesem Szenario wäre das Wasser erst im solaren Nebel neu gebildet worden.

Künstlerische Darstellung der Planeten und des Wassers aus dem interstellaren Raum

NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC-Caltech)/ESO/J. Emerson/VISTA/Cambridge Astronomical Survey Unit

Darstellung der Planeten und des Wassers aus dem interstellaren Raum.

Diese Frage ist laut den Forschern nicht unwesentlich, nämlich in Hinblick auf mögliches Leben: "Wenn das Wasser in unserem jungen Sonnensystem als Eis aus dem interstellaren Raum kam, dann ist es nicht unwahrscheinlich, dass ähnliches Eis mit vergleichbaren präbiotischen organischen Anteilen in allen neu entstehenden Planetensystemen vorhanden ist", wie der Koautor Conel Alexander von der Carnegie Institution in einer Aussendung erklärt.

Wenn das Wasser hingegen durch lokale Prozesse entstanden ist, dann gebe es große Unterschiede zwischen den Sonnensystemen, genauso wie bei der möglichen Entstehung von Leben. Daher zählt die Frage nach dem Ursprung des Wassers zu den Kernzielen der Astrobiologie.

Viel Platz für Leben

Die Antwort suchten die Wissenschaftler um L. Ilsedore Cleeves von der University of Michigan nun im Wasserstoff und in dessen natürlichem Isotop, dem Deuterium. In chemischen Reaktionen verhalten sich die beiden verschieden. Das Verhältnis von Wasserstoff und Deuterium in Wassermolekülen liefert Hinweise auf die Bedingungen, in welchen diese entstanden. So beinhaltet interstellares Eis relativ viel Deuterium im Verhältnis zu Wasserstoff. Das liegt an den niedrigen Temperaturen, bei dem dieses in der Regel gebildet wird. Vielleicht war aber auch das junge Sonnensystem selbst in der Lage, dieses an Deuterium reiche Wasser zu produzieren.

Das überprüften die Forscher mit Hilfe einer Simulation. In ihrem Modell der protoplanetaren Scheibe wurde das gesamte Deuterium aus der interstellaren Wolke entfernt. Das System müsste in diesem Szenario also völlig von vorn beginnen, d.h., in einem Zeittraum von einer Million Jahren eigenständig Eis mit Deuterium produzieren - und zwar in jenem Verhältnis zu Wasserstoff, wie es sich auch in Meteoriten findet.

In der Simulation gelang dies nicht. Für den Forscher ein klarer Beleg dafür, dass zumindest Teile des Wassers in unserem Sonnensystem und somit auf der Erde aus dem interstellaren Raum stammen und daher älter sind als die Sonne. "Dieses interstellare Eis mitsamt seinen organischen Bestandteilen ist vermutlich in allen jungen Planetensystemen vorhanden", meint Conel Alexander. Leben bzw. lebensfreundliche Bedingungen könnte man demnach an vielen Plätzen im Universum finden.

Eva Obermüller, science.ORF.at

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