In den inneren, heißen Regionen von Gas- und Staubscheiben um junge Sterne entdeckten Astronomen bereits häufiger üppige Mengen an Wasserdampf. Mit dem Weltraumobservatorium Herschel hat man nun auch in den äußeren Bereichen Wasserdampf nachgewiesen. Anzeichen für ein gigantisches Eisreservoir, meinen Michiel Hogerheijde von der Universiteit Leiden in den Niederlanden und seine Kollegen, das ausreiche, um mehrere tausend Weltmeere zu füllen.

Der nur 175 Lichtjahre von der Erde entfernte Stern TW Hydrae im Sternbild Wasserschlange ist mit seinen zehn Millionen Jahren rund 500 Mal jünger als die Sonne. Umrundet wird das Gestirn von einer ausgedehnten Gas- und Staubscheibe und – wie seit 2008 bekannt – auch von mindestens einem Riesenplaneten. In den äußeren Regionen der protoplanetaren Scheibe, in denen Temperaturen von rund minus 250 Grad Celsius herrschen, gefriert Wasserdampf an Staubkörnern. Einen kleinen Teil der Wassereis-Moleküle befördert die ultraviolette Strahlung des Sterns allerdings wieder zurück in die Gasphase.

Die spektralen Fingerabdrücke genau dieser Moleküle haben die Wissenschaftler um Hogerheijde nun am Rande der protoplanetaren Scheibe von TW Hydrae aufgespürt. Um die Menge des kalten Wasserdampfs abzuschätzen, simulierte das Team die chemischen und physikalischen Prozesse in der Scheibe im Computer und verglich die Ergebnisse mit den Beobachtungsdaten. Demnach entspricht die nachgewiesene Dampfmenge rund fünf Tausendstel der Masse der irdischen Ozeane.

Da die Wassermoleküle sehr wahrscheinlich von eisüberzogenen Staubkörnern nahe der Scheibenoberfläche stammen, deute der Fund auf ein verstecktes Eisreservoir in der Gas- und Staubscheibe hin. Um die nun entdeckte Menge an Wasserdampf zu erzeugen, müsste die Masse der dortigen Eisvorkommen diejenige der Ozeane auf der Erde tausendfach übertreffen. Die Ergebnisse der Forscher helfen dabei, Modelle der Planetenentstehung weiter einzugrenzen und damit letztlich auch die Geschichte unseres Sonnensystems besser zu verstehen.

Maike Pollmann