Orion-Nebel hat so viel Wasser wie die Weltmeere – doch es verdunstet immer wieder
Eine neue Studie, die Teil des von der US-Raumfahrtbehörde Nasa geförderten PDRs4All-Early-Release-Science-Programms ist und von der Doktorandin Marion Zannese von der Universität Paris-Saclay geleitet wird, steht nun im Wissenschaftsmagazin Nature Astronomy zur Verfügung. Sie beschreibt eine Entdeckung, die nur möglich war, weil Beobachtungen des James Webb Space Telescope (JWST) mit Berechnungen der Quantenphysik kombiniert wurden.
Im Orion-Nebel verdunsten monatlich alle Ozeane der Erde
Im Ergebnis konnte das Team so nachweisen, dass auf d203-506, einer sich bildenden Scheibe im Orion-Nebel und damit einer Brutstätte von Planetensystemen, jeden Monat eine Menge an Wasser verdunstet, die dem Gesamtvolumen aller Ozeane unserer Erde entsprechen würde. Noch erstaunlicher vielleicht – im gleichen Zeitraum wird sie auch erneut gebildet.
„Es ist so beeindruckend, dass wir mit nur wenigen Pixeln an Beobachtungen und der Konzentration auf einige wenige Linien herausfinden können, dass jeden Monat ein ganzer Ozean an Wasser verdunstet“, sagt PDRs4All-Co-Chef Els Peeters von der Universität von Western Ontario in Kanada. „Diese Entdeckung basierte auf einem winzigen Bruchteil unserer spektroskopischen Daten. Es ist aufregend, dass wir so viele weitere Daten auswerten können, und ich kann es kaum erwarten, zu sehen, was wir noch alles finden werden.“
Ultraviolette Strahlung verdunstet Wasser
Wasser steht für die Entstehung von Leben, wie wir es heute kennen. Der größte Teil des Wassers in unseren Ozeanen entstand bereits lange vor der Entstehung des Sonnensystems in kalten Regionen des interstellaren Raums bei –250 Grad Celsius.
Ein Teil dieses Wassers könnte jedoch verdunstet und bei höheren Temperaturen (100–500 Grad Celsius) neu gebildet worden sein, als das Sonnensystem noch eine Scheibe aus Gas und Staub war, die unsere junge, im Entstehen begriffene Sonne umkreiste.
Wie das funktioniert, können die Forscher:innen nun beschreiben. Die Hauptrolle im Prozess spielt dabei die intensive ultraviolette Strahlung, die von massereichen Sternen erzeugt wird. Die führe zur Zerstörung und Neubildung von Wasser im System d203-506, so die Forscher:innen.
JWST zeigt Zerstörungs- und Entstehungsprozess von Wasser
Wenn Wasser durch ultraviolettes Licht zerstört wird, wird ein Hydroxylmolekül freigesetzt, so die Studie. Insgesamt werde im System d203-506 pro Monat das Äquivalent der Wassermenge aller Ozeane der Erde zerstört und wieder aufgefüllt.
Beobachtungsdaten des JWST zeigen zudem, dass Hydroxyl, ein wichtiges Zwischenprodukt bei der Bildung von Wasser, ebenfalls in großen Mengen aus atomarem Sauerstoff hergestellt wird. Ein Teil des Wassers, aus dem die Ozeane der Erde bestehen, könnte einen ebensolchen Zyklus durchlaufen haben.
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