Wasserdampf im Weltraum

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Eine Aufnahme vom Orion-Nebel im Infraroten durch die IRAC-Kamera an Bord des Spitzer-Weltraum-Teleskops (aufgenommen während der verlängerten, warmen Mission). NASA und Spitzer

Wasser ist ein Molekül von entscheidender Bedeutung für das menschliche Leben und, da es im interstellaren Medium häufig vorkommt, spielt es auch eine wichtige Rolle in Molekülwolken sowie den Sternen und Planeten, die sich in ihnen bilden. Strahlung von Wasserdampf hilft, eine kollabierende Materiewolke zu kühlen, die so Wärme abgibt und dadurch schrumpft, bis sich ein neuer Stern entwickeln kann. Wassereis wirkt wie Klebstoff auf den Staubkörnchen und hilft diesen, sich bis zu Planetesimalen zu verbinden und dann, so vermutet man, weiter zu Planeten. Und schließlich transportiert flüssiges Wasser Moleküle über planetare Oberflächen, wo sie eine komplexe Chemie unterstützen können.

Aus all diesen Gründen suchen Astronomen lebhaft nach Wasser im Kosmos. Jedoch verhindert Wasserdampf in der irdischen Atmosphäre, daß die meiste Strahlung des kosmischen Wassers erdgebundene Observatorien erreicht; Raummissionen bieten viel leistungsfähigere Bühnen für Erkundungen. 1998 startete die NASA eine Raummission, um Wasser im Weltall zu untersuchen – den Submillimeter Wave Astronomy Satellite (SWAS). SWAS fand nahezu überall Wasser, entdeckte aber auch ein Rätsel: es gab weniger davon (in Beziehung zu anderen Molekülen) als erwartet worden war. In einer Reihe von Veröffentlichungen im letzten Jahrzehnt untersuchten und werteten die am Projekt SWAS teilnehmenden Wissenschaftler die Daten aus und folgerten, daß bedeutende Wassermengen auf den Oberflächen von kalten Staubkörnern ausgefroren sind.

In diesem Monat erschien in der Ausgabe 727 des Astrophysical Journal eine Arbeit, in der eine Gruppe von acht Astronomen ihre zusammengefassten Folgerungen zu einer Untersuchung von Wasser über ein großes Himmelsareal darlegen. Sie kartierten Wasserdampf entlang eines fast achtzehn Lichtjahre langen Kamms aus warmem Material im Orion-Nebel. Der Orion-Kamm ist mit der zur Erde nächstgelegenen Region an gewaltiger Sternentstehung verbunden, einem Komplex, der lange Zeit ein bedeutender Standort für Astronomen gewesen ist, die untersuchen, wie Sterne entstehen, welche physikalischen Prozesse am Werk sind und welche Chemie in der Wolke abläuft. Der Orion-Kamm bietet zudem den Vorteil, von der Erde aus frontal (Face-on) gesehen zu werden; die uns zugewandte Seite wird durch helle junge Sterne angestrahlt.

Die Gruppe schreibt in dieser umfassenden und detailreichen Untersuchung, daß der größte Teil des Wasserdampfs nahe von der Wolkenoberfläche stammt und sich nicht tiefer als ungefähr ein Hundertstel Lichtjahr in die Wolke hinein erstreckt, da es dann vermutlich zu Eis wird. Dieses Ergebnis steht in auffälligem Widerspruch zu theoretischen Vorhersagen aus dem letzten Jahrzehnt, stimmt aber mit den früheren Schlußfolgerungen des Teams über. Das Resultat erklärt, weshalb die Abschätzung der Gesamthäufigkeit von Wasser zu niedrig gewesen ist. Die Analyse hilft auch zu klären, was geschieht, wenn Strahlung von heißen Sternen auf die Oberfläche einer Molekülwolke einwirkt.

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