Les origines célestes de l’eau

L’eau est présente partout dans l’univers, et ce, sous différentes formes. Mais sous quelles conditions ? Où sommes-nous susceptibles de la trouver ?

Tout d’abord, les atomes les plus abondants dans l’univers sont l’hydrogène et l’hélium. Viennent ensuite des atomes d’oxygène, de carbone et d’azote qui sont synthétisés dans les étoiles puis les éléments lourds.
L’eau est constituée d’hydrogène et d’oxygène. L’hydrogène représente à lui tout seul plus de 70 % de toute la masse visible de l’univers. En revanche, l’oxygène est une partie plus infime : il ne représente qu’environ 1 % de cette masse.
Mais surtout, des conditions précises doivent être réunies pour que des molécules d’eau puissent se former à partir de ces deux constituants et perdurer dans le milieu interstellaire.

Le milieu doit être en effet :
basse température, car la molécule d’eau ne supporte pas des températures supérieures à quelques milliers de degrés, également pour que l’hydrogène et l’oxygène puissent se combiner en formant des liaisons et ainsi former de la glace, des grains de glace ou encore des molécules d’eau, en particulier dans des endroits comme les nuages interstellaires froids. Toutefois, le milieu ne doit pas être trop froid, sinon les réactions de formation de cette molécule deviennent très lentes, exempt de rayonnements ultraviolets, puisque ce rayonnement dissocie les petites molécules. Or l’espace interstellaire est justement le plus souvent chaud, vide et traversé par ce type de rayonnement.

Des conditions de pression et densité appropriées sont nécessaires pour que les réactions chimiques se produisent efficacement et pour permettre aux atomes de se combiner pour former des molécules d’eau

La présence de poussières cosmiques peut permettre d’agir comme des sites de condensation pour faciliter la formation de glace à partir de ces éléments. Les surfaces solides des grains de poussière fournissent un support pour la formation de molécules d’eau.
La présence d’autres éléments chimiques peut également influencer la formation de l’eau. Par exemple, la présence de gaz tels que le monoxyde de carbone , une molécule relativement abondante dans le milieu interstellaire , peut participer à des réactions chimiques qui empêchent la formation de l’eau.
Des événements cataclysmiques, tels que les supernovas qui marquent la fin de vie de certaines étoiles par d’importantes explosions, peuvent avoir des effets perturbateurs sur les conditions locales, et par conséquent sur la formation et la stabilité des molécules d’eau.

À l’échelle du système solaire, la terre est le réservoir naturel de liquide. Ensuite d’après la NASA, il serait possible que de l’eau salée liquide s’écoule le long des parois des cratères sur Mars. Grâce à la sonde Galileo, des données suggèrent l’existence d’océans souterrains sous la surface de glace d’Europe, satellite de Jupiter, ainsi que sur Encelade, satellites saturne, tous deux constitués d’une surface de glace.

Par ailleurs, l’eau ne peut subsister à l’état liquide que dans un domaine étroit de température et de pression et pour l’instant, la seule région de l’Univers où les scientifiques ont pu détecter de l’eau liquide est le système solaire.
On trouve ensuite l’eau sous forme de vapeur ou de glace dans de nombreux endroits différents de l’univers, ce qui témoigne de la nature ubiquiste de l’eau dans l’espace : dans les astéroïdes et comètes, les régions les plus froides des planètes et des lunes, dans les nuages interstellaires, dans les régions de formation d’étoiles ou encore dans les anneaux des géantes gazeuses.
La quantité d’eau est difficile à estimer, on l’évalue à environ un millionième de la masse totale de l’univers visible.