Man könnte meinen, dass die Herstellung eines Schildes aus Wasser nicht viel bringen würde (jedenfalls nicht in mittelalterlichen Kampfnachstellungen). Aber genau das haben die Moleküle im frühen Sonnensystem – vielleicht einige der gleichen, aus denen Sie heute bestehen – getan haben. In ihrem Fall war der Schutz vor Breitschwertern nicht so wichtig wie die Auswirkungen der ultravioletten Strahlung der Sonne.
UV-Licht ist für Moleküle ziemlich hart, weil es sie leicht in ihre Bestandteile zerlegt. Größere organische Moleküle, die in der Staubscheibe, aus der sich unsere Planeten vor Milliarden von Jahren bildeten, zusammengewachsen wären, wären durch die Sonnenstrahlen zerbrochen worden, aber Berechnungen von zwei Astronomen der University of Michigan zeigen, dass in Tausenden von Ozeanen Wasser vorhanden ist protoplanetare Scheibe kann andere Moleküle vor dem Aufbrechen schützen.
Edwin (Ted) Bergin und Thomas Bethell, beide vom Department of Astronomy der University of Michigan, haben berechnet, dass in sonnenähnlichen Systemen der Wasserreichtum schon früh einen Großteil des ultravioletten Lichts des Zentralsterns absorbieren kann. Indem sie andere Moleküle vor dem Aufbrechen schützen, bleiben sie in den späteren Stadien der Entwicklung der Scheibe bestehen. Mit anderen Worten, diese Moleküle hängen bis zur Bildung von Planetesimalen und Planeten herum, und dieser Mechanismus hätte die Bestandteile des Lebens vor den Verwüstungen der Sonne in unserem eigenen Sonnensystem schützen können.
Zirkumstellare Scheiben, die von Bergin und Bethell in ihrem Papier modelliert wurden, umfassen DR Tau, AS 205A und AA Tau.
Bergin sagte gegenüber Universe Today: „Derzeit wurden mehr als 4 Systeme mit Wasserdampf beobachtet. Alle stimmen mit unserem Modell überein. Soweit ich weiß, gibt es noch zahlreiche andere Nachweise von Wasserdampf durch Spitzer, die jedoch noch veröffentlicht werden müssen. Der Wasserdampf, den wir sehen, wird in diesen Systemen durch Hochtemperaturchemie ständig aufgefüllt, sodass Sie keine Verschlechterung feststellen würden.“
In Systemen wie dem Sonnensystem bilden sich Planeten aus einer Staub- und Gasscheibe, die den jungen Stern umgibt. Diese große, flache Scheibe erstarrt später zu Planeten, Kometen und Asteroiden. In der Nähe der Mitte der Scheibe, zwischen 1 und 5 astronomischen Einheiten, könnte warmer Wasserdampf in der Scheibe Moleküle in dieser Schicht vor dem Aufbrechen durch UV-Licht „schützen“.
H2O zerfällt, wenn es UV-Licht ausgesetzt wird, in Wasserstoff und Hydroxid. Das Hydroxid kann weiter in Sauerstoff- und Wasserstoffatome zerlegt werden. Aber im Gegensatz zu anderen Molekülen reformiert sich Wasser in einem schnellen Tempo und füllt den Wasserdampfschild wieder auf.
Kleinere Staubkörner innerhalb der Scheibe fangen einen Teil der UV-Strahlung in den frühen Entstehungsperioden einer protoplanetaren Scheibe ein. Sobald diese Staubkörner jedoch beginnen, in größere Stücke zu schneien, filtert das UV-Licht Moleküle in den inneren Teilen der Scheibe und bricht sie auseinander, wo sich die Planeten in ihren frühen Stadien der Bildung befinden.
Das vorherige Modell für die Beständigkeit organischer Moleküle über diesen Punkt hinaus deutete darauf hin, dass Kometen aus dem äußeren Teil der Scheibe irgendwie in die Mitte fallen und Wasser freisetzen, um die schädliche Strahlung zu absorbieren. Dieses Modell erklärte jedoch nicht die bisher beobachteten Hydroxidmessungen für die Scheiben.
Wenn genügend Wasser vorhanden ist, was bei einer Handvoll Scheiben der Fall zu sein scheint, die vom Spitzer-Weltraumteleskop beobachtet wurden, bleiben diese anderen Moleküle intakt, und als Bonus bleibt auch das Wasser im Inneren der Scheibe hängen.
Bergin sagte gegenüber Universe Today: „Es gibt andere Moleküle, die sich selbst abschirmen können – CO und H2 – aber diese können andere Moleküle nicht ebenso abschirmen (weil sie nur einen Bruchteil des Lichtspektrums einfangen). Wasser ist das einzige mit einer starken Formation, das Zerstörung kompensieren kann. Es bietet dann die volle Abschirmung für andere Arten. Es ist unwahrscheinlich, dass ein anderes Molekül dies tun wird.“
Dieser Mechanismus würde nur Wasserdampf und andere Moleküle im inneren Teil der Scheibe schützen, der dem Stern am nächsten ist.
„Dies wird wahrscheinlich in den inneren wenigen AE aktiv sein – irgendwann, sagen wir zwischen 5 und 10 AE, wird es inaktiv und die Dinge werden für verschiedene Arten [des Moleküls] unwirtlich sein“, sagte Bergin.
Wohin fließt also das gesamte Wasser, wenn sich die Planeten gebildet haben? Der Dampf, der dem Stern am nächsten ist – innerhalb von etwa 1 AE – wird schließlich durch das Sternenlicht in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Etwa 3 AE vom Stern entfernt könnte das Wasser einen Teil der Planeten und Asteroiden bilden, die sich in dieser Region bilden. Es könnten solche Asteroiden gewesen sein, die während ihrer frühen Entstehung Wasser an die Oberfläche der Erde transportierten und unsere Ozeane füllten. Außerhalb dieser Region wird H2O in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt und in den Weltraum geblasen, sagte Bergin.
Auf die Frage, ob dieser Schutzschild aus Wasser in unserem eigenen Sonnensystem vorhanden sei, antwortete Bergin: „Wenn wir sagen, dass es in der bewohnbaren Zone Tausende von Ozeanen aus Wasserdampf gibt, meinen wir um sonnenähnliche Sterne. Vermutlich war dies auch um unsere Sonne herum vorhanden.“
Quelle: Physorg , Wissenschaft , E-Mail-Interview mit Ted Bergin
