Water ontstond mogelijk al verrassend snel na de oerknal

Misschien ontstond water al voor de eerste sterrenstelsels…
door Tsenne Kikke - donderdag 6 maart 2025 15:08

Water is een essentieel onderdeel van het leven op aarde – en misschien ook wel op andere planeten. Uit nieuw onderzoek blijkt dat de eerste watermoleculen mogelijk al 100 miljoen tot 200 miljoen jaar na de oerknal ontstonden. Dat zou betekenen dat er al watermoleculen waren voordat de eerste sterrenstelsels verschenen.

Kort na de Big Bang bestond de meeste materie in het heelal uit waterstof en helium, met slechts sporen van andere lichte elementen, zoals lithium. Zwaardere elementen, zoals zuurstof, bestonden nog niet. Daardoor kon er nog geen water worden gevormd.

Deze eerste elementen kwamen samen in de eerste sterren, die vervolgens door kernfusie zwaardere elementen produceerden, waaronder zuurstof.

Toen deze sterren het einde van hun leven bereikten, explodeerden ze als supernova’s. Daarbij kwamen de zwaardere elementen vrij en kon zuurstof zich mengen en combineren met de reeds bestaande waterstof om H²O – water – te vormen.

Computermodellen

Eerder onderzoek had al aangetoond dat zelfs de lage hoeveelheden zuurstof die in de vroegste sterren ontstonden voldoende waren om watermoleculen aan te maken. Maar tot nu toe had nog niemand precies gesimuleerd wat er zou gebeuren als een oerster zou exploderen als supernova, en hoe de elementen die daarbij vrijkwamen zich mengden met de kosmologische omgeving, zei kosmoloog Daniel Whalen van de Universiteit van Portsmouth in het Verenigd Koninkrijk. ‘We weten gewoon niet wat er gebeurde’, zei hij.

Om daarachter te komen gebruikten Whalen en zijn team computermodellen die het ontstaan en de dood van de eerste sterren in een realistische context simuleerden. Omdat de massa van deze vroege sterren kon variëren, van 13 keer tot 200 keer zo massief als onze zon, modelleerden de onderzoekers beide uitersten.

Verschil in waterproductie

Zoals verwacht spuwden de grotere sterren meer zuurstof uit en produceerden die zo meer water. Dat deden ze in de vorm van dampwolken met een massa gelijk aan die van Jupiter. De kleinere sterren produceerden een hoeveelheid water die overeenkwam met de massa van de aarde, aldus Whalen.

Afhankelijk van de massa van de ster vonden de onderzoekers dat het tussen de 3 miljoen en 90 miljoen jaar duurde voordat water zich vormde na de supernova-explosie. Dat betekent dat de eerste watermoleculen 100 miljoen tot 200 miljoen jaar na de oerknal ontstonden.

Broedplaatsen voor sterren

Een belangrijke bevinding van het team is dat dit water niet zomaar door de kosmos werd verspreid. De zwaartekracht zorgde ervoor dat het water, en andere zware elementen, uit de eerste sterren samenklonterden. Deze klonten waren de broedplaatsen voor de tweede generatie sterren, en misschien ook wel voor de eerste planeten. ‘Dat was een enorm resultaat’, zei Whalen.

‘Het idee dat water al ontstond voor de eerste sterrenstelsels, haalt tientallen jaren van denken over wanneer leven voor het eerst in het universum kan zijn ontstaan, onderuit’, zei Whalen. Volgens teamlid Muhammad Latif van de Universiteit van de Verenigde Arabische Emiraten willen de onderzoekers nu simuleren of de waterdamp de straling, die gepaard gaat met de vorming van de eerste sterrenstelsels, kon overleven. Dat zou namelijk betekenen dat deze vroege moleculen vandaag de dag nog kunnen bestaan, mogelijk zelfs hier op aarde.

‘De chemie van het leven zoals wij dat kennen vereist vloeibaar water, en dat kun je alleen krijgen op een planeet of een object dat een oppervlak heeft met een atmosfeer’, zei natuurkundige Avi Loeb van de Harvard-universiteit in de VS. Er zou veel tijd voorbij zijn gegaan voordat deze eerste damp zou zijn gecondenseerd tot vloeibaar water. Het zoeken naar sterren van de tweede generatie – en hun planeten – met instrumenten zoals de James Webb-ruimtetelescoop kan ons helpen dit proces beter te begrijpen. Ook kunnen we dan onderzoeken of deze planeten miljoenen jaren na de oerknal bewoonbaar zijn geweest, zei Loeb.

Bron: NewScientist

0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0

Leeftijd eerste sterren

Onderzoekers probeerden de precieze leeftijd van de sterren te bepalen. Hiervoor analyseerden ze het sterlicht van de sterrenstelsels met behulp van ruimtetelescopen Hubble en Spitzer. Hoe? Door te speuren naar atomaire waterstof. De aanwezigheid van atomaire waterstof in de stellaire atmosfeer verraadt namelijk de leeftijd van de sterren. De hoeveelheid waterstof neemt toe naarmate een groepje sterren ouder wordt, maar neemt vervolgens af wanneer een sterrenstelsel ouder is dan een miljard jaar. “Deze leeftijdsindicator wordt tevens gebruikt om sterren in onze eigen buurt te dateren,” legde onderzoeker Romain Meyer uit.

De onderzoekers kwamen uiteindelijk tot de conclusie dat de sterren in de geobserveerde sterrenstelsels tussen de 200 en 300 miljoen jaar oud zijn. En daardoor kon het team tevens een nieuwe schatting maken van wanneer de eerste sterren werden geboren. “Onze waarnemingen geven aan dat de kosmische dageraad plaatsvond tussen de 250 en 350 miljoen jaar na het begin van het universum,” concludeerde onderzoeker Nicolas Laporte.

Donker

Het betekent dat het kort na de oerknal dus een donkere boel moet zijn geweest. Hoewel het heelal vandaag de dag overspoeld wordt door licht, had je in de eerste paar honderd miljoen jaar na het begin van het universum waarschijnlijk geen hand voor ogen gezien. “Theoretici speculeren dat het universum de eerste paar honderd miljoen jaar, voordat de eerste sterren en sterrenstelsels werden gevormd, een donkere plaats was,” aldus Laporte. “Getuige zijn van het moment waarop het universum voor het eerst in sterrenlicht baadde, is een grote zoektocht in de astronomie.”

0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0o0

De Schepping

In het begin schiep God de hemel en de aarde. De aarde was woest en leeg; duisternis lag over de diepte, en de Geest van God zweefde over de wateren. Toen sprak God: 'Er moet licht zijn!' En er was licht. En God zag dat het licht goed was. God scheidde het licht van de duisternis; het licht noemde God dag, en de duisternis noemde Hij nacht. Het werd avond en het werd ochtend; dat was de eerste dag.

God sprak: `Er moet een uitspansel zijn tussen de wateren, een afscheiding tussen het ene water en het andere.' En God maakte het uitspansel; Hij scheidde het water onder het uitspansel van het water erboven. Zo gebeurde het. Het uitspansel noemde God hemel. Het werd avond en het werd ochtend; dat was de tweede dag.

God sprak: `Het water onder de hemel moet naar een plaats samenvloeien, zodat het droge zichtbaar wordt.' Zo gebeurde het. Het droge noemde God land, en het samengevloeide water noemde Hij zee. En God zag dat het goed was. God sprak: `Het land moet zich tooien met jong groen gras, zaadvormend gewas en vruchtbomen die ieder naar zijn soort hun vruchten dragen, met zaad erin.' Zo gebeurde het. En uit het land schoot jong groen op, gras, zaadvormend gewas, in allerlei soorten, en bomen die ieder naar zijn soort hun vruchten droegen, met zaad erin. En God zag dat het goed was. Het werd avond en het werd ochtend; dat was de derde dag.

"Vind mensen, die in zichzelf zowel de motivatie als de aangeboren drijfveer hebben om aan hun Innerlijke Zelf te werken, en we zullen hen gidsen."

- DIMschool vzw, de énige gespecialiseerd in Zelfkennis, zijnde: het kennen van het Zelf -
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

En, voel jij je geroepen om Spiritualia te sponsoren?
Klik dan op deze link. Alvast bedankt!

Overschrijven kan ook via: IBAN: BE22 7795 9845 2547 - BIC: GKCCBEBB

- Indien je zo'n (bak)steentje bijdraagt, ook eventueel via een aankoop of een Zoek&Vind abonnement, mogen we jouw naam hieronder publiceren? Laat het ons weten! -