Toen we de oude moleculaire wolken in onze melkweg bestudeerden, merkten astronomen dat water in het heelal veel eerder verscheen - een miljard jaar na de oerknal.
De vangst was dat een watermolecuul bestaande uit twee waterstofatomen en één zuurstofatoom, zoals elk element zwaarder dan helium, werd gevormd in de kernen van sterren, en niet door de oerknal zelf.
De eerste sterren namen een bepaalde hoeveelheid tijd in beslag om te vormen, oud te worden en te sterven, zodat zware elementen zoals zuurstof konden ontsnappen door sterwinden en supernova's. Rekening houdend met een dergelijke tijdvertraging geloofden astronomen lange tijd dat water in het heelal veel later verscheen.
Maar volgens een nieuwe studie gepubliceerd in de Astrophysical Journal Letters, zou dit veel sneller kunnen gebeuren. In feite is er een mogelijkheid dat water één miljard jaar na het ontstaan van het heelal zou kunnen zijn ontstaan.
"We bestudeerden de chemie van jonge moleculaire wolken die duizend keer minder zuurstof bevatten dan onze zon. En tot onze verrassing ontdekten we dat er veel meer waterdamp kon zijn dan eerder werd gedacht," zei Avo Loeb, een astrofysicus uit Harvard-Smithsonian centrum van astrofysica. De eerste sterren, geboren 100 miljoen jaar na de oerknal, waren enorm en onstabiel. Ze verbrandden snel hun waterstofbrandstof, exploderend als supernova. Deze sterexplosies vulden het universum met zware elementen. Het resultaat van deze gebeurtenissen was gaszakken rijk aan zware elementen ("rijk" is een betwistbaar punt, omdat vergeleken met het zuurstofgehalte van onze moderne melkweg, deze vroege gaswolken zeer zuurstofarm waren).
Maar ondanks het lage zuurstofniveau was de omgeving op dat moment ideaal voor de "voorbereiding" van het watermolecuul. Een temperatuur van ongeveer 80 graden Fahrenheit (300 Kelvin) was optimaal om zuurstof te combineren met waterstofatomen, wat overvloedig was.
"Deze temperatuur was beschikbaar omdat het heelal in het verleden warmer was dan vandaag en het gas niet in staat was om effectief af te koelen", zei co-auteur onderzoeker Shmuel Byala van de universiteit van Tel Aviv.
"De gloed van de kosmische microgolfachtergrond was heter, en de dichtheid van het gas was hoger", voegde Amiel Sternberg toe, ook een co-auteur van Tel Aviv University. In deze turbulente tijd van ons universum gaf de overvloed aan jonge sterren echter aanleiding tot krachtige ultraviolette straling, die de nieuw gevormde moleculen brak. Maar na miljoenen jaren verdwenen de verwoestende effecten van ultraviolet licht en versnelde het proces van watervorming.
Deze studie toont aan dat ons universum na slechts één miljard na de oerknal een rijke omgeving voor waterproductie had, ondanks het lage watergehalte. Dit zette de weg voor latere tijdperken, toen planeten waar al water aanwezig was zich bij de latere sterren begonnen te vormen.
