Wasser – die Schlüsselzutat für Leben – ist nicht nur auf der Erde reichlich vorhanden, sondern kommt in großen Mengen auch im Sonnensystem vor. Entweder als Eis oder manchmal in flüssigem Zustand, wurde es in Kometen entdeckt, auf den Eismonden der Riesenplaneten und sogar in den schattigen Becken von Merkur. Wasser hat seine Spuren in Hydraten in Meteoriten hinterlassen, die unsere Atmosphäre durchdrangen, in lunarem Basaltgestein, das von Astronauten zurückgebracht wurde, und in Schmelzeinschlüssen, die ihren Weg vom Mars zur Erde fanden. Kometen und Asteroiden sind die ältesten und unberührtesten Objekte mit Wasser. Sie sind eine natürliche Zeitkapsel mit den Bedingungen, die in der Zeitperiode der Planetenentstehung in unserem Sonnensystem herrschten.
Niemand weiß mit Sicherheit, wann und wo dieses Eis entstand. Wasser könnte in dem dichten, interstellaren Medium vorhanden gewesen sein, aus dem die Sonne entstand, oder es könnte sich nach der Entstehung der Sonne irgendwie im Sonnennebel gebildet haben. Astronomen versuchen festzustellen, welche dieser Möglichkeiten zutrifft, weil die erstere darauf schließen lässt, dass alle planetenbildenden Systeme große Mengen Wassereis besitzen. Die zweite Möglichkeit bedeutet dagegen vermutlich, dass die Häufigkeit des Wassers von Sternsystem zu Sternsystem dramatisch variieren kann.
Wasser besteht normalerweise aus Molekülen mit zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom (H2O), aber es kann auch in einer anderen Form existieren, bei der die normalen Wasserstoffatome durch schwere Wasserstoffatome des Wasserstoffisotops Deuterium ersetzt wurden. Der Anteil des „schweren Wassers“ in einer Probe ist ein wichtiges Maß zur Bestimmung des Alters und des Ursprungs der Probe: Interstellares Eis ist hochgradig mit der schweren Version angereichert, weil die Chemie des interstellaren Raums (insbesondere ionisierende Strahlung) bevorzugt normales Wasser zerstört. Eis im interstellaren Raum kann einen 2-30 Mal höheren Anteil von schwerem Wasser besitzen als auf der Erde.
Die Astronomin Karin Öberg vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) und ihre Kollegen führten umfassende Simulationen der protoplanetaren Scheiben durch, die um neue Sterne entstehen. Dabei berücksichtigten sie die Auswirkungen der ultravioletten Ionisation und den Einfluss von radioaktiven Elementen in der Materie. In der neuesten Ausgabe von Science berichtet das Team über mehrere Schlüsselergebnisse, darunter die Schlussfolgerung, dass der junge Sonnennebel etwas interstellares Eis enthalten haben muss. Ein beträchtlicher Anteil des Wassers im Sonnensystem ist daher älter als die Sonne selbst. Wenn das Sonnensystem ein typisches Beispiel ist, so schlussfolgern die Wissenschaftler, dann sollte in einer stellaren Geburtswolke viel interstellares Eis für alle jungen protoplanetaren Systeme verfügbar sein.
Abhandlung: „The Ancient Heritage of Water Ice in the Solar System“ von L. Ilsedore Cleeves, Edwin A. Bergin, Conel M. O’D. Alexander, Fujun Du, Dawn Graninger, Karin I. Öberg, Tim J. Harries, Science, 345, 1590, 2014.
Quelle: http://www.cfa.harvard.edu/news/su201444
(THK)
Antworten