Forschende haben Wasserdampf in der inneren Scheibe um den sonnenähnlichen, jungen Stern HL Tauri entdeckt, der etwa 450 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Stier liegt. Der Wasserdampf befindet sich genau dort, wo es Hinweise auf die Entstehung eines Planeten gibt. Das Team um Stefano Facchini von der Universität Mailand veröffentlichte seine Ergebnisse im Fachmagazin »Nature Astronomy«.

In der Scheibe aus Gas und Staub, die den etwa eine Million Jahre alten Stern HL Tauri umgibt, sind schon länger ringförmige Lücken bekannt. Diese stammen von größeren Körpern, die auf ihrer Umlaufbahn Material ansammeln und so langsam zu Planeten anwachsen können. Im Rahmen der neuen Studie wurde nun zum ersten Mal nachgewiesen, dass beträchtliche Mengen an Wasserdampf in der Scheibe vorhanden sind – mindestens 3,7-mal so viel Wasser wie in allen Ozeanen der Erde. Der Großteil davon befindet sich in einem Bereich um HL Tauri, der etwa der Umlaufbahn des Planeten Uranus in unserem Sonnensystem entspricht. In dieser Region ist auch eine der Lücken, so dass der Wasserdampf die chemische Zusammensetzung des Planeten beeinflussen könnte, der sich dort bildet.

Die Staubkörner, aus denen sich eine Scheibe zusammensetzt, sind die Keimzelle für die Entstehung von Planeten. Während sie den Stern umkreisen, kollidieren und verklumpen sie zu immer größeren Körpern. Wenn es dort so kalt ist, dass Wasser auf den Staubpartikeln gefrieren kann, kleben die Partikel noch besser zusammen – ein idealer Ort für die Planetenbildung. »Unsere Ergebnisse zeigen, wie die Anwesenheit von Wasser die Entwicklung eines Planetensystems beeinflussen kann, so wie es vor etwa 4,5 Milliarden Jahren in unserem eigenen Sonnensystem der Fall war«, bemerkt Facchini.

»Es ist wirklich bemerkenswert, dass wir Wasserdampf in einer Entfernung von 450 Lichtjahren nicht nur nachweisen, sondern auch detailliert abbilden und räumlich auflösen können«, ergänzt Koautor Leonardo Testi von der Universität Bologna. Die Beobachtungen, welche die Verteilung von Wasser in verschiedenen Regionen der Scheibe zeigen, werden durch das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ermöglicht, einen Zusammenschluss von Radioteleskopen in der chilenischen Atacamawüste. Es ist die bislang einzige Einrichtung, mit der solche Aufnahmen realisierbar sind. Das Beobachten von Wasser mit einem bodengebundenen Teleskop ist keine leichte Aufgabe, weil Wasserdampf in der Erdatmosphäre die astronomischen Signale deutlich abschwächt. ALMA wurde speziell in einer trockenen Umgebung in etwa 5000 Meter Höhe gebaut, um diese Beeinträchtigung zu minimieren und außergewöhnliche Beobachtungsbedingungen zu schaffen.