Wasser schon bei Planetenentstehung vorhanden

Gesteinsplaneten ähnlich unserer Erde könnten bereits in ihrer Entstehungsphase große Mengen an Wasser aus ihrer Umgebung erhalten. Darauf deuten Beobachtungen eines Forschungsteams mit dem Weltraumteleskop James Webb hin. Bislang gingen Astronominnen und Astronomen davon aus, dass Wasser erst später durch Asteroiden und Kometen aus den äußeren Regionen des Systems auf solche Planeten gelangt. Die frühe Verfügbarkeit von Wasser könne die Chance verbessern, dass auf einem der Planeten Leben entsteht, so die Forschenden, die im Fachblatt „Nature“ über ihre Beobachtungen berichten.

Mit dem James-Webb-Teleskop beobachten Astronominnen und Astronomen gezielt Scheiben aus Gas und Staub um junge Sterne. So lassen sich neue Erkenntnisse über die Entstehung von Planeten gewinnen. Eines der Beobachtungsobjekte ist der erst etwa 5,4 Millionen Jahre alte, 365 Lichtjahre entfernte Stern PDS 70. Er besitzt eine ausgedehnte Scheibe aus Gas und Staub, in dessen äußerem Bereich sich bereits zwei große Gasplaneten gebildet haben – und auf der Bahn eines dieser Riesen wurden kürzlich Hinweise auf einen zweiten Planeten entdeckt. Weiter innen in der Scheibe könnten sich wie bei anderen Sternen auch kleinere Gesteinsplaneten bilden. Und genau dort stießen Giulia Perotti vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg und ihr Team bei ihren Beobachtungen auf 330 Grad Celsius heißen Wasserdampf.

Bislang waren sie davon ausgegangen, dass es in diesem inneren Bereich während der Entstehungsphase der Planeten kein Wasser mehr gibt, da Wassermoleküle durch die Strahlung des Sterns in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten werden. Die neuen Beobachtungen deuten jetzt jedoch darauf hin, dass es in der inneren Scheibe keineswegs trocken sein muss. Damit könnte Gesteinsplaneten bei ihrer Entstehung bereits ein großer Vorrat an Wasser zur Verfügung stehen – die wichtigste Zutat für die Entstehung einer lebensfreundlichen Umgebung.

Woher aber kommt dieses Wasser und wie kann es die Strahlung des Sterns überstehen? Die Forschenden vermuten, dass es bereits aus der großen Molekülwolke stammt, aus der sich der Stern samt seiner Gas- und Staubscheibe ursprünglich gebildet haben. Denn in solchen Wolken kommt Wasser in gefrorenem Zustand – also als Eis – auf Staubkörnchen in großen Mengen vor. Durch die Strahlung des jungen Sterns verdampft dieses Wasser zwar, doch Staub und Wassermoleküle können den Wasserdampf abschirmen und so zerfallen nur Teile jener weiter außen befindlichen Wassermoleküle. Der Wasserdampf weiter innen bleibt hingegen stabil.

Nun müssen die Forschenden herausfinden, ob PDS 70 mit seiner wasserreichen inneren Scheibe eine Ausnahme ist – oder die Regel. In letzterem Fall könnten viele Gesteinsplaneten bereits bei ihrer Entstehung mit Wasser versorgt werden, was die Wahrscheinlichkeit für Leben dort erheblich erhöhen würde.