Letztes Jahr wurde das Vorhandensein von Wasser auf dem Mond bestätigt. Auch auf dem Saturnmond Enceladus gibt es immer mehr Hinweise darauf, dass es Wasser gibt. Was weiter? Entfernte Planeten, auf denen das Vorhandensein von Wasser bereits der halbe Weg zur Entwicklung des Lebens auf ihnen ist.
Eine rötliche Gasfahne, die von dem entstehenden Stern HH-30 ausgeht, umgeben von einer protoplanetaren Scheibe aus Gas und Staub
Natürlich, wenn sich herausstellte, dass es für den Mond keine leichte Aufgabe war, Wasser zu entdecken, was ist dann mit Körpern, die viele Lichtjahre von uns entfernt sind? Auch die modernsten Instrumente sind in der Regel nicht empfindlich genug. Aber ein neuer Ansatz, der kürzlich von einer Gruppe von Astrophysikern vorgeschlagen wurde, ermöglicht es uns, die Methode der Infrarotspektroskopie zu verbessern: Auf der Grundlage der dabei gewonnenen Daten ist es möglich, eine Staubwolke zu modellieren, die einen fernen jungen Stern umgibt, und das Vorhandensein von Wasser vorherzusagen Substanzen, Schichtsilikate, darin.
Wasserh altige Mineralien, Schichtsilikate, sind auch auf der Erde verbreitet, sie entstehen unter Beteiligung von Wasser - das einfachste Beispiel dafür ist Ton. Nun, ihre Anwesenheit in einem fernen Sternensystem ist ein ausgezeichneter Beweis dafür, dass es Wasser auf den dort gebildeten Planeten geben wird. „Wenn Sie Schichtsilikate finden“, fügt Melissa Morris, eine der Autorinnen der Studie, hinzu, „finden Sie mit ziemlicher Sicherheit flüssiges Wasser. Das Ziel unserer Arbeit war es also, Wege zu finden, diese hydratisierten Mineralien nachzuweisen.“
In der Tat, um vorherzusagen, ob es Wasser auf einem entfernten Planeten gibt, kann man die protoplanetare Gas- und Staubscheibe untersuchen, die den Mutterstern umkreist. Er wird zur Grundlage, aus der Planeten unter dem Einfluss von Gravitations- und elektromagnetischen Kräften gebildet werden, und aus ihrer Zusammensetzung können viele interessante Schlussfolgerungen darüber gezogen werden, wie sie aussehen werden. Betrachten wir die Situation am Beispiel unserer Heimat Erde.
Nach der anerkanntesten der bestehenden Theorien brachten Asteroiden (oder ähnliche Körper) während eines massiven Bombardements eines jungen Planeten Wasser zu ihm, in den Jahren, als sich das Sonnensystem noch bildete und instabil war. Diese Asteroiden sind darin keine Außerirdischen und wurden aus derselben protoplanetaren Scheibe gebildet. Wären Schichtsilikate in der Scheibe vorhanden, ließe sich also bereits zu diesem Zeitpunkt absehen, dass auch auf der Oberfläche zumindest einiger der entstehenden Planeten Wasser auftauchen würde. Und wenn die Bedingungen stimmen, wird es weitergehen und die Ozeane bilden, die (soweit wir wissen) für die Entstehung des Lebens notwendig sind. All diese Schlussfolgerungen gelten auch für andere Planetensysteme.
Um die Zusammensetzung protoplanetarer Scheiben um ferne Sterne zu untersuchen, hoffen Wissenschaftler, die leistungsstärksten vorhandenen Instrumente (wie das umlaufende IR-Teleskop Spitzer) und solche zu verwenden, die gerade einsatzbereit sind (z. B. das SOFIA stratosphärisches IR-Teleskop, über dessen Entstehung wir in der Notiz „Boeing schaut ins Universum“geschrieben haben). Aber bevor wir zur Sache kommen, müssen wir eine Methode entwickeln, mit der nach Schichtsilikaten in der Nähe von protoplanetaren Scheiben gesucht werden kann. Genau darum geht es in der Arbeit von Melissa Morris et al.
Die Grundlage des Ansatzes ist klar und vor langer Zeit entwickelt: Wie bei jeder Spektroskopie besteht sie darin, die Zusammensetzung einer Substanz anhand der Banden absorbierter und / oder emittierter Strahlung festzustellen (darüber haben wir am meisten mehr geschrieben wichtige Methode der Astronomie im Hinweis "Betrachtung des Bildes"). Die Wissenschaftler begannen also damit, die spektroskopischen Eigenschaften einer Gas- und Staubscheibe zu modellieren, die keine Schichtsilikate enthält, und fügten ihr dann bis zu 3 % dieser Mineralien hinzu. Auf diese Weise zeigten sie, welche Spuren in der Zusammensetzung der Scheibe erscheinen müssten, wenn sie Schichtsilikate enthält. Dies eröffnet ihrer Meinung nach einen direkten Weg zur Suche.
Einige ihrer Kollegen sind jedoch anderer Meinung. Der Astronom Scott Sandford, ein Experte für Meteoritenspektroskopie, sagte, dass der Nachweis von Schichtsilikaten in jedem Fall äußerst schwierig sein werde. Ihm zufolge ist es besonders schwierig, diese Verbindungen in einer Mischung zu identifizieren, da ihre "Spuren" im Spektrum nicht so ausgeprägt seien wie bei anderen Mineralien.
Aber Melissa Morris glaubt, dass ihre Daten, basierend auf rigorosen Berechnungen, uns immer noch hoffen lassen, dass es möglich sein wird, mit diesen Mineralien „umzugehen“. Jedenfalls haben sie und ihre Kollegen bereits damit begonnen, ihre Herangehensweise an die verfügbaren Spitzer-Spektroskopiedaten zu testen. Mal sehen, was sie tun können.
