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Planetensysteme: Fernes Wasser für ferne Planeten

Soll ein Planet Formen von Leben hervorbringen, so muss er nach unserem Kenntnisstand ausreichende Mengen Wasser besitzen. Offenbar ist das aber kein Problem. Denn neue Beobachtungen eines frisch entstehenden Systems zeigen, dass Wasser ständig von den kalten Außenzonen in die warmen Regionen dicht am Stern geliefert wird.
Die Entfernung ist das Problem. Ein Haupthaar von unserem Kopf mag dünn sein, lässt sich aber immer noch mit bloßem Auge erkennen. Ungleich schwieriger wird es, wenn dieses Haar sich in zwei Kilometern Entfernung befindet. Zu sehen ist da nichts mehr. Und dennoch liegt genau darin der Ehrgeiz von Astronomen wie Joshua Eisner von der Universität von Kalifornien in Berkeley. Natürlich nicht beim Umgang mit Haaren, sondern mit protoplanetaren Scheiben aus Staub und Gas. Jenen Ansammlungen von Materie, aus denen sich Sterne und Planetensysteme bilden. Die sind zwar deutlich größer als Haare, aber leider auch viel weiter weg, weshalb die Forscher selbst mit größten Teleskopen nichts erkennen können.

Es sei denn, sie bedienen sich eines Tricks, der in astronomischen Kreisen immer beliebter wird. Anstelle eines einzelnen Teleskops benutzt man derer zwei, drei, vier oder noch mehr gleichzeitig und kombiniert ihre Bilder. Interferometrie nennt sich dieses Verfahren, das Einblicke gewährt, die ansonsten nur mit wahrhaft gigantischen Fernrohren möglich wären. Die Verbindung der beiden Keck-Teleskope auf Hawaii mit ihren Zehn-Meter-Spiegeln, die Eisner verwendet hat, erreichte beispielsweise eine Auflösung, die einem Gerät mit 85 Meter Durchmesser entspricht. So etwas könnte kein Ingenieur bauen – aber so etwas reicht aus, um die protoplanetaren Scheiben zu sehen. Wenn auch im unsichtbaren Infrarotlicht, aus dem erst der Computer schöne Bilder zaubert.

Diesen machtvollen optischen Verbund richtete Eisner auf den jungen Stern MWC 480 und entdeckte Wasserstoffgas und Wasserdampf. Und zwar sehr dicht am Stern. Bis auf 15 Prozent der mittleren Entfernung zwischen Erde und Sonne – Astronomen nutzen diese Distanz als Maßstab und bezeichnen sie als Astronomische Einheit – reichen die Zeichen für Wasser. Was nicht weiter verwunderlich wäre, da auch andere Scheiben ein wenig feucht sind. Offenbar ist Wasser ein gewöhnlicher Bestandteil der vorplanetaren Materieansammlungen. Allerdings gehört dazu auch Kohlenstoffmonoxid – doch dafür hat Eisner kein Anzeichen entdeckt.

Der Widerspruch ließe sich aufklären, wenn das Wasser in Sternennähe nicht als Vertreter der ursprünglichen planetaren Urmaterie zu sehen wäre, sondern seinen Ursprung etwas weiter außerhalb der Scheibe hätte. Dort, wo es bitterkalt ist. Jenseits von zehn Astronomischen Einheiten vom Stern entfernt reicht dessen Wärme nicht aus, um die Temperatur über den Gefrierpunkt zu heben. Der Wasserdampf erstarrt dort zu Eisklümpchen. Nicht jedoch das Kohlenstoffmonoxid. Sein Gefrierpunkt liegt weit niedriger, und so bleibt es in der Gasform. Wenn die fernen Eisbrocken nun aus irgendeinem Grund auf einen Kurs in Richtung Zentralstern gehen, würden sie wegen der zunehmenden Bestrahlung verdunsten – und es gäbe den beobachteten Ring aus Wasserdampf ohne Kohlenstoffmonoxid.

Und ganz nebenbei eine Menge Wasser als Ausgangsstoff für jene Planeten, die sich in dieser Zone bilden. Über einen solchen Mechanismus könnte vor rund 4,5 Milliarden Jahren auch die Erde zu ihrem Wasser gekommen sein. Ein Grund, weshalb Astronomen sich so sehr für die fernen Scheibchen aus Gas und Staub interessieren. Denn ein Blick auf diese Geburtsstätten für Planeten könnte ein Blick auf die eigene Herkunft sein.

Noch stimmen nicht alle Astronomen Eisners Interpretation seiner Daten zu. Roy van Boekel vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg gibt etwa zu bedenken, dass die gemessene Wassermenge mit dem vorgeschlagenen Transport durch Minikometen kaum zu erreichen wäre. Vielleicht muss man noch mehr Teleskope miteinander vernetzen, um diese Frage zu klären. Mittlerweile wissen die Forscher ja, wie sie ihre Fernrohre schärfen können.
01.06.2007

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 01.06.2007

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