Laurent tourelle
Des astronomes ont découvert le plus grand et le plus lointain réservoir d’eau jamais identifié dans l’univers. Ce réservoir colossal contient l’équivalent de 140 000 milliards de fois l’eau des océans de la Terre et entoure un quasar situé à plus de 12 milliards d’années-lumière.
Matt Bradford, du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, a déclaré : « L’environnement qui entoure ce quasar est unique en ce sens qu’il produit cette énorme masse d’eau. C’est une nouvelle preuve que l’eau est omniprésente dans l’univers, même aux temps les plus reculés. » Bradford dirige l’une des équipes à l’origine de cette découverte révolutionnaire. Les recherches, financées en partie par la NASA, sont publiées dans la revue Astrophysical Journal Letters .
Quasars et trous noirs
Les quasars sont alimentés par d’énormes trous noirs qui consomment le gaz et la poussière environnants, émettant ainsi d’énormes quantités d’énergie. Le quasar en question, APM 08279+5255, abrite un trou noir 20 milliards de fois plus massif que le Soleil et produit une énergie équivalente à mille milliards de soleils.
Bien que les astronomes s’attendaient à trouver de la vapeur d’eau dans l’univers lointain, sa détection à une telle distance est sans précédent. La Voie lactée contient de la vapeur d’eau, mais en quantité bien plus faible : 4 000 fois moins que dans le quasar, car la majeure partie de l’eau de notre galaxie est gelée.
La vapeur d’eau joue un rôle crucial en tant que gaz traceur, révélant beaucoup de choses sur le quasar. Dans APM 08279+5255, la vapeur d’eau est répartie sur une région gazeuse de plusieurs centaines d’années-lumière de large. Cela indique que le quasar baigne le gaz dans des rayons X et des rayonnements infrarouges, rendant le gaz inhabituellement chaud et dense par rapport aux normes astronomiques. Bien que la température du gaz soit de -16 °C, elle est cinq fois plus chaude et 10 à 100 fois plus dense que les environnements galactiques typiques.
Perspectives futures du gaz
Les mesures de la vapeur d’eau et d’autres molécules, comme le monoxyde de carbone, suggèrent qu’il y a suffisamment de gaz pour alimenter le trou noir jusqu’à ce qu’il grossisse six fois. Cependant, l’avenir de ce gaz demeure incertain ; il pourrait se condenser en étoiles ou être expulsé du quasar.
L’équipe de Bradford a commencé ses observations en 2008 en utilisant le « Z-Spec » à l’observatoire submillimétrique du California Institute of Technology, un télescope de 10 mètres situé sur le Mauna Kea, à Hawaï. Des observations de suivi ont été menées avec le Combined Array for Research in Millimeter-Wave Astronomy (CARMA) dans les montagnes Inyo, en Californie du Sud.
La deuxième équipe, dirigée par Dariusz Lis de Caltech, a utilisé l’interféromètre du plateau de Bure dans les Alpes françaises. En 2010, Lis et son équipe ont détecté accidentellement de l’eau dans APM 08279+5255. L’équipe de Bradford a ensuite fourni des détails supplémentaires sur la quantité massive d’eau en détectant plusieurs signatures spectrales.
Autres sources d’eau dans l’univers
Nuages interstellaires
Les nuages interstellaires, également appelés nuages moléculaires, sont de vastes régions de gaz et de poussière dans l’espace où naissent les étoiles. L’eau y existe sous forme de glace sur les grains de poussière et sous forme de vapeur. Un exemple bien connu est la nébuleuse d’Orion (Messier 42 ou M42), où des observations ont révélé de l’eau sous forme de glace et de vapeur.
L’observatoire spatial Herschel a détecté de la vapeur d’eau dans le gaz chaud entourant les étoiles nouvellement formées dans la nébuleuse, fournissant un aperçu des processus qui mènent à la formation d’eau dans l’espace interstellaire.
Disques protoplanétaires
Les disques protoplanétaires entourent les jeunes étoiles et contiennent souvent de la glace d’eau, qui peut être incorporée à la formation de planètes. Un exemple notable est le disque autour de la jeune étoile PDS 70, où des observations ont détecté de la vapeur d’eau, fournissant des informations cruciales sur la formation des planètes.
Comètes
Les comètes, riches en glace d’eau, proviennent des régions extérieures des systèmes planétaires. Lorsqu’elles s’approchent du Soleil, leur glace se sublime, formant des queues. La comète 67P/Churyumov-Gerasimenko, étudiée par la mission Rosetta de l’Agence spatiale européenne, a révélé des informations importantes sur la présence d’eau.
Astéroïdes
Certains astéroïdes, notamment ceux de la ceinture d’astéroïdes, contiennent de l’eau sous forme de minéraux hydratés ou de glace. Cérès, le plus gros objet de la ceinture d’astéroïdes, a montré la présence de vapeur d’eau et des preuves d’un océan souterrain grâce à la mission Dawn de la NASA.
Atmosphères et surfaces planétaires
Les planètes et lunes, notamment celles se trouvant dans des zones habitables, peuvent contenir d’importantes quantités d’eau. La Terre en est un exemple parfait, mais d’autres corps comme Europe (lune de Jupiter) et Encelade (lune de Saturne) possèdent également des océans souterrains.
Exoplanètes
De l’eau a été détectée dans l’atmosphère de certaines exoplanètes, comme K2-18b, située à environ 124 années-lumière de la Terre. Cette découverte marque la première fois que de l’eau a été identifiée dans l’atmosphère d’une exoplanète dans la zone habitable, indiquant la possibilité de conditions favorables à l’eau liquide.
Conclusion : L’origine de l’eau dans l’univers
L’eau dans l’univers se forme principalement par des réactions chimiques entre l’hydrogène et l’oxygène, les éléments les plus abondants. Dans les environnements froids de l’espace, ces réactions peuvent conduire à la formation de glace d’eau sur des grains de poussière, qui fusionnent pour former des masses plus grandes contenant de l’eau. La découverte de ce réservoir d’eau colossal autour du quasar APM 08279+5255 souligne non seulement l’omniprésence de l’eau dans l’univers, mais aussi son rôle crucial dans la formation des étoiles et des galaxies.
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