Als Astronomen die alten Molekülwolken in unserer Galaxie untersuchten, stellten sie fest, dass das Wasser im Universum viel früher erschien - eine Milliarde Jahre nach dem Urknall.
Der Haken war, dass ein Wassermolekül, bestehend aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom, wie jedes Element, das schwerer als Helium ist, in den Kernen der Sterne und nicht durch den Urknall selbst gebildet wurde.
Die ersten Sterne brauchten eine gewisse Zeit, um sich zu formen, alt zu werden und zu sterben, so dass schwere Elemente wie Sauerstoff durch Sternwinde und Supernovae entweichen konnten. Angesichts dieser Zeitverzögerung glaubten Astronomen lange Zeit, dass das Wasser im Universum erst viel später auftauchte.
Laut einer neuen Studie, die im Astrophysical Journal Letters veröffentlicht wurde, könnte dies jedoch viel schneller geschehen. Tatsächlich besteht die Möglichkeit, dass Wasser eine Milliarde Jahre nach dem Beginn des Universums entstanden sein könnte.
"Wir haben die Chemie junger Molekülwolken untersucht, die tausendmal weniger Sauerstoff enthalten als unsere Sonne. Und zu unserer Überraschung haben wir festgestellt, dass es viel mehr Wasserdampf geben könnte als bisher angenommen", sagte Avo Loeb, ein Astrophysiker aus Harvard-Smithsonian. Zentrum der Astrophysik. Die ersten Stars, die 100 Millionen Jahre nach dem Urknall geboren wurden, waren massiv und instabil. Sie verbrannten schnell ihren Wasserstoff und explodierten wie Supernovae. Diese Sternexplosionen füllten das Universum mit schweren Elementen. Das Ergebnis dieser Ereignisse waren an schweren Elementen reiche Gastaschen („reich“ ist ein strittiger Punkt, da diese frühen Gaswolken im Vergleich zum Sauerstoffgehalt unserer modernen Galaxie sehr sauerstoffarm waren).
Trotz des geringen Sauerstoffgehalts war die damalige Umgebung ideal für die „Aufbereitung“ des Wassermoleküls. Eine Temperatur von ungefähr 80 Grad Fahrenheit (300 Kelvin) war optimal, um Sauerstoff mit Wasserstoffatomen zu verbinden, was reichlich vorhanden war.
"Diese Temperatur war verfügbar, weil das Universum in der Vergangenheit wärmer war als heute und das Gas nicht effektiv abkühlen konnte", sagte der Mitautor Shmuel Byala von der Universität Tel Aviv.
"Das Leuchten des kosmischen Mikrowellenhintergrunds war heißer und die Dichte des Gases höher", fügte Amiel Sternberg hinzu, ebenfalls Mitautor der Universität Tel Aviv. In dieser turbulenten Zeit unseres Universums verursachte der Überfluss an jungen Sternen jedoch eine starke ultraviolette Strahlung, die die neu gebildeten Moleküle zerbrach. Aber nach Millionen von Jahren ließen die verheerenden Auswirkungen von ultraviolettem Licht nach und der Prozess der Wasserbildung beschleunigte sich.
Diese Studie zeigt, dass unser Universum nach nur einer Milliarde nach dem Urknall trotz seines geringen Wassergehalts ein reichhaltiges Umfeld für die Wasserproduktion hatte. Dies bereitete die Bühne für spätere Epochen, als Planeten, auf denen bereits Wasser vorhanden war, sich in der Nähe der späteren Sterne zu bilden begannen.
