L’eau que vous buvez pourrait être plus ancienne que le système solaire

Des astronomes ont découvert de l’eau sous forme de gaz dans le disque de formation de planètes autour de l’étoile V883 Orionis. Cela leur donne une idée de la manière dont l’eau est entrée dans notre système solaire.

Pourquoi est-ce important ?

Bien que de nombreux progrès aient déjà été réalisés, on ignore encore beaucoup de choses sur la façon dont le système solaire s'est formé. Peu à peu, les astronomes progressent. Cependant, de nombreuses grandes questions restent encore sans réponse.

Dans l’actualité : Les caractéristiques chimiques de l’eau contenue dans le disque de formation des planètes de V883 Orionis, une protoétoile située à environ 1.300 années-lumière de la Terre, pourraient expliquer comment le fameux liquide de vie s’est retrouvé sur Terre.

  • Les astronomes ont utilisé l’Atacama Large Millimetre/submillimetre Array (ALMA), un radiotélescope géant doté de 66 antennes dans le désert d’Atacama au Chili, pour détecter l’eau. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans la revue Nature.
  • On savait déjà que l’eau contenue dans les nuages de gaz finissait par se retrouver dans les étoiles et que les comètes apportaient ensuite cette eau aux planètes. Mais la manière dont l’eau s’est retrouvée prise dans ces comètes demeurait un mystère. John Tobin, auteur principal de l’étude, déclare dans un communiqué de presse que le problème est désormais résolu.

Mais comment ?

Leçon d’astronomie : pour comprendre ce que Tobin et son équipe ont découvert, il faut d’abord savoir comment se forme une étoile.

  • Tout commence par un gros nuage de gaz et de poussière, qui s’effondre sur lui-même sous l’effet de la gravité au fil des siècles. Finalement, la matière est comprimée par la forte pression au centre, à tel point que les noyaux atomiques d’hydrogène commencent à fusionner. Cette fusion libère une grande quantité d’énergie, la lumière de l’étoile.
  • Mais autour de la nouvelle étoile, des matériaux résiduels tourbillonnent après sa formation. Au fur et à mesure que le nuage se réduit, il commence à tourner plus vite par conservation du moment cinétique, et il devient de plus en plus plat, comme lorsqu’on fait tourner une pâte à pizza.
  • La matière contenue dans ce disque plat commence également à s’agglutiner sous l’effet de la gravité. C’est ainsi que se forment les comètes, les astéroïdes et enfin les planètes.

Mais quel est le rapport avec l’eau ?

De l’eau lourde : Tobin et son équipe ont observé non pas n’importe quelle eau, mais une variante légèrement plus lourde pour trouver la pièce manquante du puzzle.

  • L’eau est normalement constituée d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène. Mais certains de ces atomes d’hydrogène sont légèrement plus lourds que les autres, car ils ont un neutron dans leur noyau.
  • La proportion entre les molécules d’eau lourde et celles plus classiques peut être utilisé pour déterminer la date de formation de cette eau. Dans notre système solaire, ce rapport est exactement le même dans certaines comètes que sur Terre, ce qui permet de déduire que l’eau présente sur Terre peut provenir de ces comètes.
    Selon Tobin, la composition de l’eau dans le disque autour de V883 Orionis est très similaire à celle de notre système solaire. Cela confirmerait qu’elle est beaucoup plus ancienne que le soleil lui-même.

Une entreprise difficile

Observer la glace : L’observation de l’eau n’a pas été une tâche facile, car la majeure partie de celle qu’on trouve dans les disques de formation des planètes est gelée.

  • Les astronomes observent l’eau en détectant le rayonnement émis par les molécules. Mais ce rayonnement provient du mouvement des molécules : plus il fait froid, moins elles se déplacent rapidement, ce qui les rend en quelque sorte invisibles aux radiotélescopes.
  • Au centre des disques, la matière est réchauffée par la chaleur de l’étoile, mais cette région reste petite et est également masquée par le disque lui-même.
  • Mais le disque de V883 Orionis est plus chaud que la moyenne. Il contient donc plus de gaz qu’une protoétoile classique, ce qui a permis à Tobin et à son équipe de mesurer la composition, la quantité et la distribution de l’eau dans le disque.
    À l’avenir, ils mèneront d’autres recherches avec l’Extremely Large Telescope (ELT), un télescope optique géant actuellement en construction au Chili et qui sera opérationnel en 2028. Avec l’ELT, ils espèrent renforcer leur théorie.

MB



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