(CNN) Een nabij sterrenstelsel helpt astronomen het mysterie op te lossen van hoe water miljarden jaren geleden in ons zonnestelsel verscheen.
Wetenschappers hebben een jonge ster, V883 Orionis genaamd, op 1300 lichtjaar afstand waargenomen met behulp van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array of Telescopes, of ALMA, in het noorden van Chili.
De ster is omgeven door een schijf van een planeetvormige wolk van gas en stof die is overgebleven uit de tijd dat de ster werd geboren. Uiteindelijk klontert het materiaal in de schijf samen om gedurende miljoenen jaren kometen, asteroïden en planeten te vormen.
Een team van onderzoekers gebruikte ALMA om chemische signalen in de planeetvormende schijf te meten en ontdekte de aanwezigheid van gasvormig water of waterdamp. Dankzij hun ontdekking konden astronomen de reis volgen van water uit de gasvormige wolken die de ster vormden en uiteindelijk de planeten zouden doen ontstaan.
Hun bevindingen, woensdag gepubliceerd in het tijdschrift natuur, geeft aan dat kometen gevormd uit de planeetvormende schijf van de zon water naar de aarde brachten. Dit betekent dat water op aarde ouder zou kunnen zijn dan onze zon, die 4,6 miljard jaar oud is.
“We kunnen nu de oorsprong van water in ons zonnestelsel traceren vóór de vorming van de zon”, zei hoofdauteur John J. Tobin, een astronoom bij het National Astronomical Observatory, in een verklaring.
Normaal gesproken bestaan watermoleculen uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen.
Het onderzoeksteam bestudeerde een variabele genaamd zwaar water, die werd gedetecteerd in de schijf van V883 Orionis? Waar een van de waterstofatomen is vervangen door een zware isotoop genaamd deuterium. Het water waaraan we gewend zijn en zwaar water vormen zich in verschillende scenario’s, en onderzoekers kunnen hun verhoudingen gebruiken om bij te houden wanneer en waar watermoleculen zijn gevormd.
Astronomen geloven dat kometen mogelijk verantwoordelijk zijn geweest voor het leveren van water aan de aarde in het begin van haar geschiedenis door in botsing te komen met de planeet, omdat sommige kometen vergelijkbare proporties hebben als water op aarde.
Kometen zijn grote hemellichamen gemaakt van stof en ijs die in een baan rond sterren draaien.
In hun studie van V883 Orionis realiseerden onderzoekers de ontbrekende schakel tussen jonge sterren geboren uit wolken van gas en stof die watermoleculen bevatten, en kometen die ook zijn gemaakt uit diezelfde wolken die rond pasgeboren sterren draaien.
“V883 Orionis is in dit geval de ontbrekende schakel”, zei Tobin in de verklaring. “De samenstelling van water in de schijf lijkt erg op die van kometen in ons zonnestelsel. Dit is een bevestiging van het idee dat water in planetaire systemen miljarden jaren geleden werd gevormd, vóór de zon, in de interstellaire ruimte, en werd geërfd door zowel kometen als de aarde, relatief onveranderd.”
Het detecteren van watermoleculen in planetaire schijven kan een uitdagende taak zijn.
“Het meeste water in planeetvormende schijven is bevroren als ijs, dus het is meestal aan ons zicht onttrokken”, zei co-auteur Margot Lemker, een promovendus aan de Sterrewacht Leiden in Nederland, in een verklaring.
Het is gemakkelijker om koolzuurhoudend water te detecteren dan ijs, omdat de moleculen straling uitzenden terwijl ze bewegen.
De schijf rond V883 Orionis is ongewoon warm, zei Tobin, vanwege uitbarstingen van energie van de ster, die ijs in gas veranderde en onderzoekers in staat stelde het te detecteren.
Het team ontdekte minstens 1200 keer de hoeveelheid water in de oceanen van de aarde in de planeetvormende schijf.
Astronomen maken er graag gebruik van Een zeer grote telescoop, of ELT, en zijn eerste generatie medium-infrarood beeldvormings- en spectrometrie-instrument, of METIS, voor dit soort waarnemingen in de toekomst. De ELT wordt momenteel gebouwd in Chili en zal naar verwachting in 2028 klaar zijn.
“Dit geeft ons een completer beeld van het ijs en het gas in de samenstellende schijven van de planeet,” zei Limaker.
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”