Die Existenz von flüssigem Wasser auf einem Planeten gilt unter Forschern als essentielle Voraussetzung für die Entstehung von Leben, so wie wir es auf der Erde kennen. Aber seit wann gibt es Wasser im Universum? Ein Forscherteam aus Großbritannien und den Vereinigten Arabischen Emiraten hat nun mithilfe von Computersimulationen von Sternexplosionen eine erstaunliche Antwort auf diese Frage gefunden.

Nach den neuen Erkenntnissen könnte es bereits 100 bis 200 Millionen Jahre nach dem Urknall große Mengen Wasser im Weltall gegeben haben. Diese Entdeckung, die die Wissenschaftler im Fachjournal „Nature Astronomy“ veröffentlichten, deutet darauf hin, dass sich bereits damals erste Planeten gebildet haben könnten, die potenziell lebensfreundliche Bedingungen geboten haben.

Wasser besteht aus Wasserstoff- und Sauerstoffatomen: Zwei Wasserstoffatome verbinden sich mit einem Sauerstoffatom zu einem Wassermolekül. Wasserstoff bildete sich direkt nach dem Urknall zusammen mit Helium und einer kleinen Menge Lithium, während alle schwereren Elemente, einschließlich Sauerstoff, erst durch Kernfusion in Sternen entstanden.

Als diese frühen Sterne ihren nuklearen Brennstoff aufgebraucht hatten und als Supernovae explodierten, verbreiteten sich die schweren Elemente im All. Erst nach diesen Explosionen konnte sich Wasser aus Wasserstoff und Sauerstoff in kühlen Gaswolken bilden. Ein bemerkenswertes Beispiel ist die Supernova von Cassiopeia A, die vor etwa 350 Jahren explodierte. Astronomen untersuchen ihre Auswirkungen, um mehr über die Verbreitung von Sauerstoff und Wasser im Universum zu erfahren.

Es könnte also eine lange Zeit gedauert haben, bis Wasser im Kosmos für die Entstehung lebensfreundlicher Planeten verfügbar war. Tatsächlich wurde Wasser bislang erst ab etwa zwei Milliarden Jahren nach dem Urknall nachgewiesen. Interessanterweise zeigen aktuelle Forschungen, dass die Sterne, die in den ersten paar hundert Millionen Jahren nach dem Urknall entstanden sind, viel massereicher waren als die heutigen Sterne, und diese massereichen Sterne haben eine deutlich kürzere Lebensspanne von nur wenigen Millionen Jahren.

Im Mittelpunkt der Studie stehen die Arbeiten von Daniel Whalen von der britischen Portsmouth University und seinem Team, die die Entwicklung eines Sterns mit der 200-fachen Masse unserer Sonne im jungen Universum simuliert haben. Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Supernova-Explosion eines solchen massive Stars eine überraschend große Menge Sauerstoff ins Weltall schleudert, die etwa 55 mal schwerer als die Sonne ist und mehr als ein Viertel der ursprünglichen Masse des Sterns entspricht.

Dieser erzeugte Sauerstoff kann dann mit dem reichlich vorhandenen Wasserstoff im Universum reagieren und Wasser bilden. Ihre Simulationen zeigen auch, dass sich das Wasser in dichten Gaswolken sammelt, aus denen neue Sterne und somit möglicherweise auch Planeten entstehen. Folglich könnten auf einigen dieser Planeten flüssiges Wasser und lebensfreundliche Bedingungen existiert haben. Diese Erkenntnisse lassen darauf schließen, dass Leben im Universum möglicherweise viel früher entstanden sein könnte, als bisher angenommen.

„Unsere Simulationen zeigen nicht nur, dass 100 bis 200 Millionen Jahre nach dem Urknall im Universum essentielle Voraussetzungen für Leben vorhanden waren, sondern auch, dass Wasser wahrscheinlich ein Hauptbestandteil der ersten Galaxien war“, fassen die Forscher zusammen. Diese Erkenntnisse könnten grundlegende Veränderungen in unserem Verständnis der Entstehung von Leben im Universum mit sich bringen und die Suche nach außerirdischem Leben anregen.