Und eine Prise ultraviolettes Sternenlicht

06.09.2010

Mit dem Herschel-Weltraumteleskop wurde die Entstehung des Wassers erforscht

Mit Hilfe des Infrarot-Weltraumteleskops Herschel der ESA wurde herausgefunden, dass Sternenlicht die "Schlüsselzutat" für die Entstehung von Wasser im Weltall ist. Dies zumindest ist die einzige Erklärung dafür, dass ein sterbender Stern von einer gigantischen Wolke heißen Wasserdampfs umgeben ist.

Als Astronomen im Jahre 2001 unerwartet eine Wolke heißen Wasserdampfes um den alten Stern IRC+10216 herum entdeckten, begannen sie sofort mit der Suche nach dessen Quelle. Sterne wie IRC+10216 sind als Kohlenstoff-Sterne bekannt und bei solchen hat man bislang kein Wasser vermutet. Anfänglich nahmen die Forscher daher an, die Hitze des Sterns müsse Kometen oder sogar Zwergplaneten in der näheren Umgebung verdampft haben, wobei das Wasser entstanden sein könnte.

Infrarot-Aufnahme von RC+10216 mit der ihn umgebenden Wasserwolke. Bild: ESA/PACS/SPIRE/MESS Consortia

Jetzt hat der Einsatz von "PACS" und "SPIRE", zweier Instrumente im Herschel-Teleskop, jedoch ergeben, dass es sich bei jener geheimen Zutat der Wasserentstehung um ultraviolettes Licht handelt - eben weil das entdeckte Wasser zu heiß ist, als dass es von der Zerstörung eisiger Körper wie den ursprünglich angenommenen stammen kann.

"Das zeigt, wie verbesserte Messinstrumente unser Bild von einem Problem grundsätzlich verändern können", so Leen Decin von der Katholischen Universität Leuven (Belgien), die Autorin eines Artikels über die Entdeckung. Mittels der ausgezeichneten Empfindlichkeit von Herschels Instrumenten hat sich nämlich messen lassen, dass das Wasser bei IRC+10216 Temperaturen zwischen -200 und +800 °C hat - woraus sich schließen lässt, dass es in einer Nähe zum Stern entstanden sein muss in der Kometen nicht mehr stabil existieren können.

IRC+10216 ist ein Roter Riese mit einer Größe von Hunderten Sonnen, jedoch nur wenigen Sonnenmassen. In unserem Sonnensystem würde er bis über die Marsbahn hinaus reichen. Er befindet sich 500 Lichtjahre entfernt und ist nur schwer anhand seines sichtbaren Lichtes zu orten. Im infraroten Bereich gehört er jedoch zu den hellsten Objekten. Diese relative Unsichtbarkeit gründet sich auf der großen Menge Staub, die den Stern umhüllt und das meiste des sichtbaren Lichtes absorbiert und als infrarotes Licht emittiert. In dieser Staubhülle ist das Wasser entdeckt worden - aber wie ist es dort hingelangt?

Weltraumteleskop Herschel. Bild: ESA (Illustration: AOES Medialab, Hintergrundbid: NASA/ ESA/ STScI)

Der entscheidende Hinweis wurde von Herschel gefunden. Vorherige Beobachtungen hatten bereits eine "klumpige" Struktur in der Staubhülle um IRC+10216 gezeigt. Die Entdeckung des Wassers durch Herschel hat die Astronomen dann zu der Überzeugung gebracht, dass ultraviolettes Licht von den umgebenden Sternen tief in die Hülle zwischen diese Klumpen gelangen kann, wo es Moleküle wie Siliziumoxid und Kohlenmonoxid aufbricht. Dabei entsteht freier Sauerstoff, der sich mit Wasserstoff zu Wasserstoffoxid verbindet - eben: Wasser.

"Dies ist der einzige Mechanismus, der die Temperatur des Wassers sinnvoll erklären kann", so Decin. Je näher beim Stern das Wasser gebildet wird, desto heißer ist es. Decin und ihre Kollegen wollen die Untersuchung nun auf andere Kohlenstoff-Sterne ausweiten: "Wir sind ziemlich sicher, das Herschel ganz ähnliche Bedingungen bei solchen Sternen finden wird".

Auf der Erde sind Wasser und Kohlenstoffverbindungen die Schlüsselzutaten für organisches Leben. Jetzt, dank Herschel, wissen wir, dass beide in der Nähe von IRC+10216 vorkommen und dass das ultraviolette Licht umliegender Sterne eine Basiszutat zur Entstehung von Wasser ist.

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