Wasser in Fülle kurz nach dem Urknall

Leben, wie wir es kennen, benötigt flüssiges Wasser. Aber seit wann gibt es überhaupt Wasser im Universum? Dieser Frage sind drei Forscher nachgegangen, indem sie Sternexplosionen an Computern simuliert haben. Dabei sind sie auf eine überraschende Antwort gestoßen: Bereits 100 bis 200 Millionen Jahre nach dem Urknall könnte es große Mengen an Wasser im Weltall gegeben haben. Damit, so die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Nature Astronomy“, könnten sich schon damals erste lebensfreundliche Planeten gebildet haben.

Die Bestandteile von Wasser – Wasserstoff und Sauerstoff – sind auf sehr unterschiedliche Art und Weise entstanden: Während Wasserstoff sich bereits unmittelbar nach dem Urknall gebildet hat, sind schwerere Elemente – also auch Sauerstoff – erst durch Kernfusion in Sternen entstanden. Wenn diese Sterne nach vollständigem Verbrauch ihres Kernbrennstoffs als Supernova explodiert sind, haben sich die schweren Elemente im All verteilt. Erst dann konnte sich aus Wasserstoff und Sauerstoff in kühlen Gaswolken Wasser bilden.

Bislang ließ sich Wasser tatsächlich erst ab zwei Milliarden Jahre nach dem Urknall nachweisen. Früher kann es Wasser jedoch gegeben haben, da Sterne aus den ersten paar hundert Millionen Jahren nach dem Urknall vermutlich massereicher und kurzlebiger als heutige Sterne waren. Sie leuchteten für Millionen Jahre – nicht für Jahrmilliarden wie etwa unsere Sonne.

Kurzlebige Sterne sorgen für frühe Wassermassen

Hier haben Daniel Whalen von der Portsmouth University und seine Kollegen angesetzt: Sie haben mit Computermodellen simuliert, wie sich ein Stern, 200 Mal so schwer wie die Sonne, im jungen Kosmos entwickelt hat. Dabei kamen sie zu einem erstaunlichen Ergebnis: Bei der Supernova, also der Explosion eines solchen Sterns, entstehen Unmengen an Sauerstoff – nämlich 55 Mal so viel, wie die Sonne insgesamt auf die Waage bringt. Dieser Sauerstoff kann sich dann mit Wasserstoff zu Wasser verbinden. Das Wasser sammelt sich, wie die Simulationen des Teams weiter zeigen, in dichten Gaswolken an. Daraus entstehen wiederum neue Sterne und mit ihnen möglicherweise Planeten.

Auf einigen dieser Planeten, so schließen die Forscher, könnte es dann flüssiges Wasser und lebensfreundliche Bedingungen geben. Leben könnte im Universum also schon viel früher entstanden sein als bislang vermutet.