Hoe vaak komt water in het heelal voor?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Het water in je glas is het oudste dat je ooit in je leven hebt gezien; de meeste van zijn moleculen zijn ouder dan de zon zelf. Het verscheen kort nadat de eerste sterren oplichtten, en sindsdien wordt de kosmische oceaan gevoed door hun thermonucleaire ovens. Als een geschenk van de oude sterren kreeg de aarde de wereldoceaan en de naburige planeten en satellieten - gletsjers, ondergrondse meren en mondiale oceanen van het zonnestelsel.

1. Oerknal

Waterstof is bijna net zo oud als het heelal zelf: zijn atomen verschenen zodra de temperatuur van het pasgeboren heelal zo sterk daalde dat protonen en elektronen konden bestaan. Sindsdien is waterstof al 14,5 miljard jaar het meest verspreide element van het heelal, zowel in massa als in aantal atomen. Gaswolken, voornamelijk waterstof, vullen de hele ruimte.

In 2011 ontdekten astronomen een jonge, zonachtige ster in het sterrenbeeld Perseus, die hele fonteinen van water uitspuwde.

De H20-moleculen versnelden in het krachtige magnetische veld van de ster en ontsnapten met een snelheid van 80 keer de snelheid van een machinegeweerkogel uit het binnenste van de ster en, afgekoeld, veranderden ze in waterdruppels. Waarschijnlijk zijn dergelijke uitwerpselen van jonge sterren een van de bronnen van materie, inclusief water, in de interstellaire ruimte.

2. Eerste sterren

Als gevolg van de zwaartekracht ineenstorting van wolken van waterstof en helium, verschenen de eerste sterren, waarbinnen thermonucleaire fusie begon en nieuwe elementen werden gevormd, waaronder zuurstof.

Zuurstof en waterstof gaven water; de eerste moleculen zouden direct na het verschijnen van de eerste sterren gevormd kunnen zijn - 12, 7 miljard jaar geleden. In de vorm van sterk verspreid gas vult het de interstellaire ruimte, koelt het af en brengt zo nieuwe sterren dichterbij.

In 2011 vonden astronomen het grootste ruimtereservoir met water. Het werd ontdekt in de buurt van een enorm en oud zwart gat op 12 miljard lichtjaar van de aarde; er zou genoeg water zijn om de oceanen van de aarde 140 biljoen keer te vullen!

Maar astronomen waren niet meer geïnteresseerd in de hoeveelheid water, maar in de leeftijd ervan: de afstand tot de wolk geeft immers aan dat deze bestond toen de leeftijd van het heelal een tiende van het heden was. Dit betekent dat zelfs dan het water een deel van de interstellaire ruimte vulde.

3. Rond de sterren

Het water dat aanwezig was in de gaswolk waaruit de ster is voortgekomen, komt terecht in het materiaal van de protoplanetaire schijf en de objecten die daaruit zijn gevormd - planeten en asteroïden. Aan het einde van hun leven exploderen de meest massieve sterren in supernova's, waarbij nevels achterblijven waarin nieuwe sterren exploderen.

Water in het zonnestelsel

Wetenschappers geloven dat er twee reservoirs voor water op aarde zijn. 1. Op het oppervlak: stoom, vloeistof, ijs. Oceanen, zeeën, gletsjers, rivieren, meren, luchtvochtigheid, grondwater, water in levende cellen.

Oorsprong: water van kometen en asteroïden die 4, 1-3, 8 miljard jaar geleden de aarde bombardeerden. 2. Tussen de bovenste en onderste gewaden. Water in gebonden vorm in de samenstelling van mineralen. Oorsprong: water uit een protosolaire wolk van interstellair gas, of, volgens een andere versie, water uit een protosolaire nevel die is ontstaan door een supernova-explosie.

In 2011 ontdekten Amerikaanse geologen in een diamant die tijdens de uitbarsting van een Braziliaanse vulkaan naar de oppervlakte werd gegooid, een ringwoodietmineraal met een hoog watergehalte.

Het werd gevormd op een diepte van meer dan 600 km onder de grond en het mineraalwater was aanwezig in het magma dat het heeft veroorzaakt. En in 2015 kwam een andere groep geologen, op basis van seismische gegevens, tot de conclusie dat er op deze diepte veel water is - evenveel als in de wereldoceaan aan de oppervlakte, zo niet meer.

Als je echter breder kijkt, leenden de kometen en asteroïden van het zonnestelsel hun water van de protosolaire wolk van kosmisch gas, wat betekent dat de oceanen van de aarde en het water dat in het magma wordt verspreid één oude bron hebben.

• Mars:poolkappen, seizoensstromen, een meer van zout vloeibaar water met een diameter van ongeveer 20 km op een diepte van ongeveer 1,5 km.
• Asteroïdengordel: water is waarschijnlijk aanwezig op de C-klasse asteroïden van de asteroïdengordel, evenals de Kuipergordel en kleine groepen asteroïden (inclusief de terrestrische groep) in gebonden vorm. De aanwezigheid van hydroxylgroepen in de mineralen van de asteroïde Bennu is bevestigd, wat suggereert dat de mineralen ooit in contact zijn gekomen met vloeibaar water.
• Manen van Jupiter. Europa: een oceaan van vloeibaar water onder een laag ijs of stroperig en mobiel ijs onder een laag vast ijs.
• Ganymedes: misschien niet één subglaciale oceaan, maar meerdere lagen ijs en zout water.
• Callisto: oceaan onder 10 kilometer ijs.
• Manen van Saturnus. Mimas: de eigenaardigheden van rotatie kunnen worden verklaard door het bestaan van de subglaciale oceaan of de onregelmatige (langwerpige) vorm van de kern.
• Enceladus: ijsdikte van 10 tot 40 km. Geisers gutsen door scheuren in het ijs. Onder het ijs bevindt zich een zoute vloeibare oceaan.
• Titanium: zeer zoute oceaan 50 km onder het oppervlak; of zout ijs dat zich uitstrekt tot aan de rotsachtige kern van de satelliet.
• Manen van Neptunus. Triton: water en stikstofijs en stikstofgeisers op het oppervlak. Onder het ijs bevinden zich waarschijnlijk grote hoeveelheden vloeibare ammoniak in het water.
• Pluto: Een vloeibare oceaan onder vaste stikstof, methaan en koolstofoxiden zou de orbitale anomalieën van de dwergplaneet kunnen verklaren.