Urknall: Wann entstand das Wasser im Universum? Forschende finden neue Hinweise

Bereits 100 Millionen Jahre nach dem Urknall könnte es im All große Mengen Wasser gegeben haben – und damit eine Grundlage für die Entstehung von Leben im Universum

Die Existenz von flüssigem Wasser auf einem Planeten gilt unter Forschern als Voraussetzung für die Entstehung von Leben, wie wir es auf der Erde kennen. Aber seit wann gibt es überhaupt Wasser im Universum? Ein Forschertrio aus Großbritannien und den Vereinigten Arabischen Emiraten hat jetzt mit Hilfe von Computersimulationen von Sternexplosionen eine überraschende Antwort auf diese Frage gefunden: Bereits 100 bis 200 Millionen Jahre nach dem Urknall könnte es demnach große Mengen an Wasser im Weltall gegeben haben. Damit, so die Wissenschaftler im Fachblatt "Nature Astronomy", könnten sich auch schon damals erste lebensfreundliche Planeten gebildet haben.

Wasser besteht aus den Elementen Wasserstoff und Sauerstoff: Zwei Wasserstoff-Atome und ein Sauerstoff-Atom verbinden sich zu einem Wasser-Molekül. Die beiden Elemente Wasserstoff und Sauerstoff haben jedoch einen ganz unterschiedlichen Ursprung. Während Wasserstoff sich bereits unmittelbar nach dem Urknall gemeinsam mit Helium und einer kleinen Menge Lithium bildete, entstanden alle anderen, schwereren Elemente – also auch Sauerstoff – erst durch Kernfusion in Sternen. Als diese ersten Sterne ihren nuklearen Kernbrennstoff aufgebraucht hatten und als Supernova explodiert sind, konnten sich die schweren Elemente im Weltall verteilen. Erst dann konnte sich aus Wasserstoff und Sauerstoff in kühlen Gaswolken Wasser bilden.

Es könnte also eine ganze Weile gedauert haben, bis im Kosmos Wasser für die Entstehung lebensfreundlicher Planeten verfügbar war. Tatsächlich wurde Wasser bislang erst ab einer Zeit von etwa zwei Milliarden Jahren nach dem Urknall nachgewiesen. Auf der anderen Seite wissen Astronomen heute, dass die Sterne, die innerhalb der ersten paar hundert Millionen Jahre nach dem Urknall entstanden sind, vermutlich sehr viel mehr Masse enthielten als die heutigen Sterne. Und solche massereichen Sterne leben viel kürzer – nicht Jahrmilliarden wie etwa unsere Sonne, sondern nur wenige Millionen Jahre.

Genau hier haben Daniel Whalen von der britischen Portsmouth University und seine Kollegen angesetzt: Sie haben die Entwicklung eines Sterns mit der 200-fachen Masse unserer Sonne im jungen Kosmos simuliert. Das Ergebnis: Die Supernova-Explosion eines solchen Sterns schleudert eine überraschend große Menge an Sauerstoff ins Weltall hinaus. Sie entspricht etwa der 55-fachen Masse der Sonne, mehr als einem Viertel der ursprünglichen Masse des Sterns. 

Dieser Sauerstoff kann sich anschließend mit dem im Weltall reichlich vorhandenen Wasserstoff zu Wasser verbinden. Das Wasser sammelt sich, wie die Simulationen des Teams weiter zeigen, in dichten Gaswolken an, aus denen neue Sterne und mit ihnen möglicherweise dann auch Planeten entstehen. Und auf einigen dieser Planeten, so schließen die Forscher, könnte es dann auch flüssiges Wasser und lebensfreundliche Bedingungen geben. Leben könnte im Universum also schon sehr viel früher entstanden sein als bislang vermutet.