Water in het heelal is mogelijk dichter bij de oerknal ontstaan ​​dan eerder werd gedacht

Iedereen weet dat er water in het heelal is, maar het zal je misschien verbazen dat het veel eerder verscheen dan verwacht, vooral vlak bij de oerknal.

Wanneer verscheen het leven zoals wij dat kennen voor het eerst in het heelal?

We weten het niet zeker, maar het antwoord hangt nauw samen met het moment waarop voor het eerst water in het heelal verscheen. Nieuwe simulaties suggereren dat de eerste generatie sterren die bijdroeg aan de vorming van levengevend water, slechts 100 miljoen tot 200 miljoen jaar na de oerknal ontstond. Dit betekent dat eerdere schattingen met meer dan 500 miljoen jaar achterlopen.

De bevindingen suggereren dat een deel van dit vroege water de "hete" chaos van de vroege vorming van sterrenstelsels heeft overleefd, en mogelijk is opgenomen door pasgeboren planeten. Dit zou kunnen hebben geleid tot leefbare werelden met veel water, slechts een paar honderd miljoen jaar na de oerknal. Het heeft allemaal te maken met het verhaal over hoe het leven in het heelal zou kunnen zijn ontstaan.

Eerdere observaties van de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Chili lieten zien dat er ongeveer 780 miljoen jaar na de oerknal water bestond. Het jonge heelal was toen gevuld met lichte waterstof en helium, en ook kleine hoeveelheden lithium. Deze elementen vormden de eerste generatie sterren, die door astronomen bekendstaan ​​als populatie III-sterren. Deze sterren waren zeer zwaar – tientallen of zelfs honderden keren de massa van onze zon – en hadden een aanzienlijke levensduur voordat ze als supernovae stierven. Veel van de zwaardere elementen in het heelal, waaronder zuurstof, worden in deze sterren gevormd door kernreacties. Wanneer deze sterren sterven, komen ze in de ruimte terecht, waar ze vervolgens worden opgenomen in de volgende generatie sterren.

Om te bepalen wanneer het water in het heelal voor het eerst ontstond, gebruikte het team numerieke modellen om de levens van twee sterren uit de vroege generatie te volgen: een met een massa van 13 keer die van onze zon en een andere met een massa van 200 keer die van onze zon. De kleinere virtuele ster bestond 12,2 miljoen jaar voordat hij stierf in een supernova-explosie, waarbij ongeveer 0,051 zonsmassa's (bijna 17.000 aardmassa's) aan zuurstof de ruimte in werd geblazen. De grotere gesimuleerde ster verbruikte zijn brandstof slechts 2,6 miljoen jaar voordat hij explosief aan zijn einde kwam, waarbij 55 miljoen zonsmassa's (meer dan 18 miljoen aardmassa's) de ruimte in werden geslingerd.

Simulaties laten zien dat de schokgolven van een supernova naar buiten stralen en dat turbulente dichtheidsschommelingen rimpelingen veroorzaken. Hierdoor condenseert een deel van het gas tot dichte klonten. Deze overgebleven klonten, verrijkt met metalen, waaronder zuurstof die door supernovae werd uitgestoten, waren waarschijnlijk belangrijke plekken waar in het vroege heelal water ontstond.

Doordat het water zich in de dichtere delen van de wolk bevindt, wordt het beschermd tegen de felle straling van nabijgelegen sterren. Het team beschouwde echter het eenvoudigste geval, waarbij in elke cluster slechts één ster wordt gevormd, terwijl theoretische simulaties suggereren dat meerdere stersystemen de norm zijn; Meer dan de helft van de sterren aan de hemel heeft één of meerdere zustersterren. Hoe dichterbij de sterren staan, hoe dichter de sterrenhopen zijn en hoe meer water ze bevatten. Dat betekent echter ook meer straling.

Dit zijn de eerste vragen waar ruimtewetenschappers een antwoord op proberen te vinden. Maar er zijn meer mensen nodig om dieper op dit onderwerp in te gaan en het gedetailleerder te onderzoeken.