Die Entdeckung von Wasser im frühen Universum wurde erst dadurch möglich, dass der Quasar MG J0414+0534 zufällig in gleicher Richtung wie eine Vordergrundgalaxie in geringerer Entfernung am Himmel zu finden ist. Diese Vordergrundgalaxie wirkt nun wie ein gewaltiges kosmisches Teleskop: Durch den Einfluss ihrer Schwerkraft wird das Licht des Quasars verstärkt und gleichzeitig auch so verzerrt, dass vier separate Abbildungen des Quasars am Himmel sichtbar werden. Ohne diesen Gravitationslinseneffekt hätte es volle 580 Tage Messzeit mit dem 100-m-Teleskop gebraucht, die Strahlung des Wassermoleküls sichtbar zu machen. So genügten 14 Stunden, um diese bemerkenswerte Entdeckung zu ermöglichen.
"Es haben schon andere Gruppen versucht, Wasser in solch großer Entfernung aufzufinden, und sind daran gescheitert. Wir wussten, dass wir hinter einem sehr schwachen Signal her waren", sagt Violette Impellizzeri vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie. "Deswegen suchten wir mit Absicht ein System mit einer Vordergrundgalaxie als Vergrößerungsglas. Auch wenn wir nicht gleich fündig geworden sind, sind wir drangeblieben, und schließlich hatten wir die Linie im Kasten."
Die Signalaussendung des Wassermoleküls erfolgte in gebündelter Form, als sogenannter Maser, das entspricht bei Mikrowellen dem, was im Optischen als Laser bekannt ist. Die Signalstärke entspricht dem 10000fachen der gesamten Sonnenleuchtkraft in nur einer einzigen Spektrallinie. "Das Wasser hat bereits vor mehr als 11 Milliarden Jahren existiert", erklärt Dr. Olaf Wucknitz vom Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn. "Bereits 2,5 Milliarden Jahre nach dem Urknall müssen im All damit Bedingungen vorgeherrscht haben, bei denen Wasser entstehen " und fortbestehen " konnte!" Wucknitz ist einer der Koautoren der Studie. Er leitet an der Uni Bonn eine Emmy-Noether-Forschungsgruppe, die sich vor allem mit dem Gravitationslinseneffekt beschäftigt.
Wegen der begrenzten Empfindlichkeit der heutigen Teleskope bedeutet der Nachweis von Wasser in weit entfernten Galaxien auch in Zukunft noch eine Herausforderung. In einem Bereich bis ungefähr eine halbe Milliarde Lichtjahre Entfernung von der Erde hat man nur in ca. 100 Galaxien Wasser gefunden, und das hauptsächlich bei Galaxien in relativ geringer Entfernung.
"Die Wassermaser treten sehr dicht am Zentrum von Galaxien auf", schließt Violette Impellizzeri. "Das eröffnet uns eine Reihe von interessanten Möglichkeiten zur Untersuchung von sehr massereichen Schwarzen Löchern zu einer Zeit, in der die Galaxien gerade erst entstanden sind. Wir werden nun die Suche nach Wasser auch auf andere weit entfernten Galaxien ausdehnen."
Originalveröffentlichung:
A gravitationally lensed water maser in the early Universe, C.M. Violette Impellizzeri, John P. McKean, Paola Castangia, Alan L. Roy, Christian Henkel, Andreas Brunthaler, & Olaf Wucknitz, 2008, Nature (18 December issue)
Kontakt:
Dr. Violette Impellizzeri
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn / National Radio Astronomy Observatory, USA
Telefon: +1-434-244-6811
E-mail: violette@mpifr.de und vimpelli@nrao.edu
Dr. Olaf Wucknitz
Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-1772
E-Mail: wucknitz@astro.uni-bonn.de
Dr. Norbert Junkes,
Öffentlichkeitsarbeit,
Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn
Telefon: ++49-228-525-399
E-mail: njunkes@mpifr.de
Wasser im frühen Universum Wasser im frühen Universum
Nachweis von H2O in Rekordentfernung mit dem Radioteleskop Effelsberg
Wissenschaftler des Max-Planck-Institut für Radioastronomie sowie der Universität Bonn haben Wasser in der bisher größten bekannten Entfernung im Universum nachgewiesen. Das Wassermolekül wurde in einem Quasar gefunden, der 11,1 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Die Ergebnisse werden in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature" vom 18. Dezember 2008 veröffentlicht.