Wasser in einem Planetensystem 370 Lichtjahre von der Erde entfernt entdeckt

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Dieses junge Planetensystem, bekannt als PDS 70, liegt 370 Lichtjahre entfernt. Sein Zentralstern ist etwa 5,4 Millionen Jahre alt und kühler als die Sonne. Er wird von Gasriesen umkreist. Forscher haben kürzlich einen von ihnen, PDS-70b, identifiziert, der sich möglicherweise eine Umlaufbahn mit einem dritten „Schwesterplaneten“ teilt, der sich dort bildet.

*Simulation des Planetensystems PDS 70 und seiner innersten Gas- und Staubscheibe. Foto: NASA*

Zwei unterschiedliche Scheiben aus Gas und Staub – dem Rohmaterial für die Entstehung von Sternen und Planeten – umgeben den Stern. Die innere und die äußere Scheibe sind etwa acht Milliarden Kilometer voneinander entfernt. Innerhalb dieser Scheiben liegen die Gasriesen, die den Mutterstern umkreisen.

Das James-Webb-Weltraumteleskop hat in der inneren Scheibe, die weniger als 160 Millionen Kilometer von ihrem Mutterstern entfernt liegt, Anzeichen von Wasserdampf entdeckt. Astronomen gehen davon aus, dass sich in dieser inneren Scheibe kleine, felsige Planeten ähnlich denen in unserem Sonnensystem bilden würden, wenn PDS 70 unserem Sonnensystem ähneln würde. In unserem eigenen Planetensystem befindet sich die Erde 150 Millionen Kilometer von der Sonne entfernt.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

„Wir haben Wasser in anderen Staub- und Gasscheiben beobachtet, aber nicht in dieser Nähe und nicht in einem System, in dem sich Planeten versammeln. Vor dem James-Webb-Teleskop hätten wir diese Messungen nicht durchführen können“, sagte Studienleiterin Giulia Perotti vom Max-Planck-Institut für Astronomie in Heidelberg in einer Erklärung.

Angesichts des hohen Alters des Sterns des Planetensystems PDS 70 waren die Astronomen überrascht, Wasserdampf in der Nähe des Sterns zu finden. PDS 70 ist für einen Stern mit einer Planetenscheibe relativ alt. Die Menge an Gas und Staub in Scheiben von Planetensystemen nimmt mit der Zeit ab, entweder aufgrund der Aktivität des Muttersterns oder weil sich Material zu Planeten verklumpt hat. In einer Planetenscheibe dieses Alters wurde noch nie zuvor Wasser nachgewiesen. Astronomen vermuten daher, dass Wasserdampf so lange nicht existiert haben kann und dass alle dortigen Gesteinsplaneten trocken sein müssen.

Bisher wurden in der inneren Scheibe keine Planetenbildungen beobachtet, aber alle für ihre Entstehung notwendigen Bestandteile wurden gefunden. Das Vorhandensein von Wasserdampf deutet darauf hin, dass die Planeten Wasser in irgendeiner Form enthalten könnten. Die Zeit wird zeigen, ob sich die Planeten bilden und ob sie das Potenzial haben, Leben zu beherbergen.

„Wir haben eine ziemlich große Menge kleiner Staubkörner gefunden. In Kombination mit der Entdeckung von Wasserdampf ist die innere Scheibe ein sehr interessanter Ort“, sagte Studienautor Rens Waters, Professor für Astrophysik an der Radboud-Universität in den Niederlanden.

Doch woher kommt der Dampf?

Es ist möglich, dass sich Wasserstoff- und Sauerstoffatome zu Wassermolekülen in der inneren Scheibe verbunden haben oder dass sich Eismoleküle von der kälteren äußeren Scheibe zur heißeren inneren Scheibe bewegen, wodurch sich das Eis in Wasserdampf verwandelt.

Der Wasserdampf ist trotz seiner Nähe zum Stern stabil, da die Staubschicht ihn vor der Zerstörung durch die ultravioletten Strahlen des Sterns schützt. Das Team plant, in Zukunft weitere Beobachtungen des Systems mit dem James-Webb-Weltraumteleskop durchzuführen, um mehr über die Geheimnisse der Entstehung von Planetensystemen zu erfahren.

„Diese Entdeckung ist unglaublich aufregend, weil sie die Region untersucht, in der erdähnliche Gesteinsplaneten entstehen“, sagte der Co-Autor der Studie, Thomas Henning, Direktor des Max-Planck-Instituts für Astronomie.

Laut VOV

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