In het nieuws: De chemische kenmerken van het water in de planeetvormende schijf van V883 Orionis, een protoster die zich op zo’n 1.300 lichtjaar van de aarde bevindt, zouden mogelijk kunnen verklaren hoe water op aarde is terechtgekomen.

• Astronomen gebruikten de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), een gigantische radiotelescoop met 66 antennes in de Atacamawoestijn in Chili, om het water te detecteren. Zij publiceerden hun bevindingen in het vakblad Nature.
• Het was al bekend hoe water uit gaswolken uiteindelijk in sterren terechtkomt en hoe kometen dat water uiteindelijk naar planeten brachten. Maar hoe het water in die kometen terecht kwam, bleef een mysterie. John Tobin, hoofdauteur van de studie, zegt in een persbericht dat het vraagstuk nu opgelost is.

Maar hoe?

Een les astronomie: Om te begrijpen wat Tobin en zijn team ontdekten, moet je eerst weten hoe een ster wordt gevormd. 

• Het begint allemaal met een grote wolk van gas en stof, die door de werking van de zwaartekracht doorheen de jaren op zichzelf instort. Uiteindelijk wordt het materiaal door de grote druk in het centrum dusdanig samengedrukt, dat atoomkernen van waterstof beginnen samen te smelten. Daarbij komt een grote hoeveelheid energie vrij, het sterrenlicht.
• Maar rond de nieuwe ster draait na de vorming nog wat restmateriaal. Naarmate de wolk kleiner wordt, gaat die sneller draaien, omdat het impulsmoment behouden wordt. Daardoor wordt de wolk uiteindelijk steeds platter, net zoals wanneer je een pizzabodem plat draait.
• Het materiaal in die platte schijf gaat uiteindelijk ook samenklonteren door de werking van de zwaartekracht. Uiteindelijk worden zo de kometen, asteroïden en uiteindelijk de planeten gevormd. 

Maar wat heeft dat nu met water te maken?

Zwaar water: Tobin en zijn team observeerden niet zomaar water, maar een iets zwaardere variant om het ontbrekende stukje van de puzzel te vinden.

• Water bestaat normaal gezien uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen. Maar een kleine hoeveelheid waterstofatomen zijn iets zwaarder, omdat ze een neutron in de kern hebben. 
• De verhouding tussen zwaar water en normaal water kan gebruikt worden om na te gaan wanneer het werd gevormd. In ons zonnestelsel is die verhouding in sommige kometen exact hetzelfde als die op aarde, waardoor ook kan worden afgeleid dat water op de aarde mogelijk van kometen afkomstig is.
• Volgens Tobin lijkt de samenstelling van het water in de schijf rond V883 Orionis sterk op die in ons zonnestelsel. Dat zou bevestigen dat het al veel ouder is dan de zon zelf. 

Uitdagende onderneming

Bevroren: Het was geen gemakkelijke opgave om het water te observeren, omdat het merendeel daarvan in planeetvormende schijven bevroren is.

• Astronomen observeren water door de straling die de molecules afgeven, te detecteren. Maar die straling is afkomstig van de beweging van de molecules. Hoe kouder het is, hoe minder hard zij bewegen, waardoor ze als het ware onzichtbaar zijn voor radiotelescopen.
• In het midden van de schijven wordt materiaal dan weer opgewarmd door de hitte van de ster. Maar die regio is klein en wordt bovendien verduisterd door de schijf zelf. 
• De schijf van V883 Orionis was echter warmer dan gewoonlijk. Daardoor bevindt er zich meer gas in dan bij een typische protoster, waardoor Tobin en zijn team aan de slag konden. Uiteindelijk slaagden zij erin om de compositie, de hoeveelheid en de verdeling van het water in de schijf te meten. 
• In de toekomst zullen zij bijkomend onderzoek uitvoeren. Daarvoor zullen zij de Extremely Large Telescope (ELT) gebruiken, een gigantische optische telescoop die momenteel wordt gebouwd in Chili en in 2028 operationeel zal worden. Met de ELT hopen zij hun theorie kracht bij te zetten.