Zwei Teams von Astronomen haben das größte und am weitesten entfernte Vorkommen an Wasser im Universum entdeckt. Das Wasser, dessen Menge 140 Billionen Mal so groß wie das gesamte Wasser in den Weltmeeren ist, umgibt ein riesiges schwarzes Loch, einen so genannten Quasar, der mehr als 12 Milliarden Lichtjahre von uns entfernt ist.
„Die Umgebung rund um diesen Quasars ist sehr einzigartig, da sie die Quelle der Herstellung dieser großen Masse an Wasser ist“, sagte Matt Bradford, ein Wissenschaftler am NASA Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Kalifornien. „Es ist ein weiterer Beweis dafür, daß das Wasser allgegenwärtig im ganzen Universum war, selbst zu den frühesten Zeiten“. Bradford leitet eines der Teams, das die Entdeckung gemacht hat. Die Forschungsergebnisse seines Teams werden teilweise von der NASA finanziert und erscheinen in den Astrophysical Journal Letters.
Ein Quasar wird von einem riesigen Schwarzen Loch gespeist, das ständig die Materie der umgebenden Scheibe aus Gas und Staub verbraucht. Wenn er konsumiert, sendet der Quasar große Mengen an Energie aus. Beide Gruppen von Astronomen untersuchten einen bestimmten Quasar namens APM 08279 +5255, der ein schwarzes Loch beinhaltet, daß 20 Milliarden Mal massereicher als die Sonne ist und soviel Energie produziert wie eine Billiarde Sonnen.
Astronomen erwarteten die Anwesenheit von Wasserdampf auch in dem frühen, fernen Universum, aber hatten sie bisher nicht in einer derartig großen Entfernung erkannt.Es gibt Wasserdampf in der Milchstraße, dennoch beträgt die Gesamtsumme 4.000 Mal weniger als in dem Quasar, weil das meiste Wasser der Milchstraße in Form von Eis vorliegt.
Wasserdampf ist ein wichtiges Spurengas, daß die Natur des Quasars offenlegt. In diesem speziellen Quasar ist der Wasserdampf um das Schwarze Loch in einer gasförmigen Region, die Hunderte von Lichtjahren umgibt, ein Lichtjahr entspricht ungefähr 9,5 Billionen Kilometern, verteilt. Seine Anwesenheit zeigt, daß der Quasar den Wasserdampf Röntgen-und Infrarot-Strahlung aussetzt, und daß das Gas nach astronomischen Maßstäben ungewöhnlich warm und dicht ist. Obwohl das Gas bei kühlen minus 53 Grad Celsius gefroren und 300 Billionen Mal weniger dicht als die Erdatmosphäre ist, ist es immer noch fünf Mal heißer und 10 bis 100 mal dichter als das, was typische Werte für Galaxien wie die Milchstraße sind.
Messungen am Wasserdampf und anderen Molekülen wie Kohlenmonoxid, führen zu dem Ergebnis, daß genügend Gas vorhanden ist, um das schwarze Loch zu füttern, bis es auf die in etwa sechsfache Größe anwächst. Ob dies geschehen wird, ist nicht klar, die Astronomen sagen, daß ein Teil des Gases bis Ende Mai in Sternen kondensiert oder vielleicht vom Quasar ausgeworfen werden wird.
Das Bradford Team machte seine Beobachtungen ab 2008 mit einem Instrument namens „Z-Spec“ an dem California Institute of Submillimeter Observatory Technology, mit einem 33-Fuß-(10-Meter) Teleskop nahe des Gipfels des Mauna Kea in Hawaii. Die folgenden Beobachtungen wurden mit dem Combined Array for Research in Millimeter-Wave Astronomy (CARMA), einer Anordnung von Radioteleskopen in den Inyo Bergen in Südkalifornien gemacht. Die zweite Gruppe, die von Dariusz Lis, Senior Research Associate der Physik am Caltech und stellvertretender Direktor des Caltech Submillimeter Observatoriums, geleitet wurden, verwendete das Interferometer auf dem Plateau de Bure in den französischen Alpen, um Wasser zu finden. Im Jahr 2010 erkannte das Lis-Team glücklicherweise Wasser in APM 8279 5255 und beobachtete eine spektrale Signatur. Das Team von Bradford konnte weitere Informationen über das Wasser, einschließlich seiner enormen Masse gewinnen, weil es mehrere spektrale Signaturen von Wasser entdeckte.