Man würde denken, dass das Herstellen eines Schildes aus Wasser nicht viel nützen würde (jedenfalls nicht in mittelalterlichen Nachstellungen von Kämpfen). 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, da es sie leicht in ihre Bestandteile zerlegt. Größere organische Moleküle, die in der staubigen Scheibe verschmolzen sind, aus der sich unsere Planeten vor Milliarden von Jahren gebildet haben, wären durch die Sonnenstrahlen auseinandergebrochen worden, aber Berechnungen von zwei Astronomen an der Universität von Michigan zeigen, dass Tausende von Ozeanen Wasser in a Die protoplanetare Scheibe kann andere Moleküle vor dem Aufbrechen schützen.
Edwin (Ted) Bergin und Thomas Bethell, beide vom Department of Astronomy der University of Michigan, berechneten, dass in sonnenähnlichen Systemen die Fülle an Wasser frühzeitig 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 herum, bis sich Planetesimale und Planeten bilden, und dieser Mechanismus hätte die Bestandteile des Lebens vor den Verwüstungen der Sonne in unserem eigenen Sonnensystem schützen können.
Zu den von Bergin und Bethell in ihrer Arbeit modellierten zirkumstellaren Scheiben gehören DR Tau, AS 205A und AA Tau.
Bergin sagte gegenüber dem Space Magazine: „Derzeit wurden mehr als 4 Systeme mit Wasserdampf beobachtet. Alle stimmen mit unserem Modell überein. Ich verstehe, dass es zahlreiche andere Wasserdampfnachweise von Spitzer gibt, die jedoch noch nicht veröffentlicht wurden. Der Wasserdampf, den wir sehen, wird in diesen Systemen durch Hochtemperaturchemie kontinuierlich nachgefüllt, sodass Sie keinen Abbau sehen würden. “
In Systemen wie dem Sonnensystem bilden sich Planeten aus einer Staub- und Gasscheibe, die den jungen Stern umgibt. Diese große, flache Scheibe verfestigt sich später zu Planeten, Kometen und Asteroiden. Nahe der Mitte der Scheibe, zwischen 1 und 5 astronomischen Einheiten, könnte warmer Wasserdampf in der Scheibe Moleküle in dieser Schicht davor schützen, durch UV-Licht auseinandergebrochen zu werden.
H2O zerfällt bei Einwirkung von UV-Licht in Wasserstoff und Hydroxid. Das Hydroxid kann weiter in Sauerstoff- und Wasserstoffatome zerlegt werden. Aber Wasser reformiert sich im Gegensatz zu anderen Molekülen schnell und füllt den Schild des Wasserdampfs wieder auf.
Kleinere Staubkörner in der Scheibe fangen einen Teil der UV-Strahlung in den frühen Bildungsperioden einer protoplanetaren Scheibe ein. Sobald diese Staubkörner jedoch anfangen, in größere Stücke zu schneien, filtert das UV-Licht durch und zerlegt Moleküle in den inneren Teilen der Scheibe, in denen sich die Planeten in ihren frühen Stadien der Bildung befinden.
Das vorherige Modell für die Persistenz organischer Moleküle über diesen Punkt hinaus legte nahe, 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 vom Spitzer-Weltraumteleskop beobachteter Scheiben der Fall zu sein scheint, bleiben diese anderen Moleküle intakt, und als Bonus haftet auch das in den inneren Teilen der Scheibe vorhandene Wasser herum.
Bergin sagte gegenüber dem Space Magazine: „Es gibt andere Moleküle, die sich selbst abschirmen können - CO und H2 -, aber diese können auch andere Moleküle nicht abschirmen (weil sie nur einen Bruchteil des Lichtspektrums einfangen). Wasser ist das einzige mit einer starken Formation, die die Zerstörung ausgleichen kann. Es bietet dann die vollständige Abschirmung für andere Arten. Es ist unwahrscheinlich, dass ein anderes Molekül dies tut. “
Dieser Mechanismus würde nur Wasserdampf und andere Moleküle im inneren Teil der Scheibe schützen, der dem Stern am nächsten liegt.
"Dies wird wahrscheinlich in den inneren wenigen AU aktiv sein - irgendwann zwischen 5 und 10 AU wird es inaktiv und die Dinge werden für verschiedene Arten [von Molekülen] unwirtlich sein", sagte Bergin.
Wohin fließt also das ganze Wasser, sobald sich die Planeten gebildet haben? Der dem Stern am nächsten gelegene Dampf - innerhalb von etwa 1 AE - wird schließlich vom Sternenlicht in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Etwa 3 AE vom Stern entfernt könnte das Wasser Teil der Planeten und Asteroiden sein, die sich in dieser Region bilden. Möglicherweise waren es solche Asteroiden, die während ihrer frühen Entstehung Wasser an die Erdoberfläche 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 sich in der bewohnbaren Zone Tausende von Ozeanen mit Wasserdampf befanden, meinen wir um sonnenähnliche Sterne. Vermutlich war dies auch um unsere Sonne herum vorhanden. “
Quelle: Physorg, Science, E-Mail-Interview mit Ted Bergin
