Wasser war vermutlich schon zentraler Bestandteil der ersten Galaxien

04/03/2025 2 min

Die Abbildung zeigt simulierte Bilder von Wasserdampf in einer 13-Sonnenmassen-Kernkollaps-Supernova (CC) 90 Millionen Jahre nach der Explosion (a) und in einer 200-Sonnenmassen-Paarinstabilitäts-Supernova (PI) 3 Millionen Jahre nach der Explosion (b). Die Massenanteile für diffusen Wasserdampf in den Halos variieren von 10⁻¹⁴ bis 10⁻¹² bei der CC-Supernova und von 10⁻¹² bis 10⁻¹⁰ bei der PI-Supernova. Dichte Klumpen mit deutlich höheren Wassermassen sind als gelbe Punkte in den Zentren beider Bilder sichtbar.Quelle: Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02479-w — Die Abbildung zeigt simulierte Bilder von Wasserdampf in einer 13-Sonnenmassen-Kernkollaps-Supernova (CC) 90 Millionen Jahre nach der Explosion (a) und in einer 200-Sonnenmassen-Paarinstabilitäts-Supernova (PI) 3 Millionen Jahre nach der Explosion (b). Die Massenanteile für diffusen Wasserdampf in den Halos variieren von 10⁻¹⁴ bis 10⁻¹² bei der CC-Supernova und von 10⁻¹² bis 10⁻¹⁰ bei der PI-Supernova. Dichte Klumpen mit deutlich höheren Wassermassen sind als gelbe Punkte in den Zentren beider Bilder sichtbar.
Quelle: Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02479-w

Portsmouth (Großbritannien) – Eine aktuelle Modellierungsstudie kommt zu dem erstaunlichen Schluss, dass Wasser schon 100 bis 200 Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sein könnte und vermutlich sogar eine Schlüsselrolle bei der Entstehung der ersten Galaxien spielte.

Wie Daniel Whalen und Christopher Jessop von der Portsmouth University gemeinsam mit Muhammad Latif von der United Arab Emirates University aktuell im Fachjournal „Nature Astronomy“ (DOI: 10.1038/s41550-025-02479-w) berichten, entstehen die beiden Bestandteile von Wasser – Wasserstoff und Sauerstoff – auf unterschiedliche Weise. „Während leichtere chemische Elemente wie Wasserstoff, Helium und Lithium direkt beim Urknall entstanden, bildeten sich schwerere Elemente wie Sauerstoff durch Kernreaktionen in Sternen oder durch Supernova-Explosionen. Es war daher bislang unklar, wann genau Wasser im Universum zu entstehen begann.“

Die Wissenschaftler nutzten Computermodelle zweier Supernovae – einer für einen Stern mit der 13-fachen Masse der Sonne und einer für einen Stern mit der 200-fachen Sonnenmasse – um die Produkte dieser Explosionen zu analysieren.

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Das Ergebnis zeigt, dass in den Simulationen durch die extrem hohen Temperaturen und Dichten 0,051 bzw. 55 Sonnenmassen an Sauerstoff erzeugt wurden. Weiter fanden die Forscher heraus, dass sich Wasser bildete, als dieser gasförmige Sauerstoff abkühlte und sich mit dem umgebenden Wasserstoff vermischte, der von den Sternexplosionen zurückgelassen wurde: „Diese dichten Klumpen aus Materie waren wahrscheinlich Orte, an denen sich die zweite Generation von Sternen und Planeten formte.“

In der ersten Simulation erreichte die Wassermasse Werte von etwa einem Hundertmillionstel bis einem Millionstel einer Sonnenmasse innerhalb von 30 bis 90 Millionen Jahren nach der Supernova. In der zweiten Simulation entstand schon nach etwa 3 Millionen Jahren eine Wassermenge von etwa 0,001 Sonnenmassen.

Auf der Grundlage ihrer Ergebnisse schlagen Whalen, Latif und Jessop vor, dass, falls Wasser die Bildung der ersten Galaxien – und damit einen potenziell zerstörerischen Prozess – überstanden hat, es bereits vor Milliarden von Jahren in die Entstehung von Planeten eingebunden worden sein könnte.

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Recherchequelle: Nature Publishing Group

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