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Un système stellaire proche aide les astronomes à résoudre le mystère de l’apparition de l’eau dans notre système solaire il y a des milliards d’années.
Les scientifiques ont observé une jeune étoile, appelée V883 Orionis, située à 1 300 années-lumière à l’aide du réseau de télescopes Atacama Large Millimeter/submillimeter, ou ALMA, dans le nord du Chili.
L’étoile est entourée d’un disque d’un nuage de gaz et de poussière en forme de planète laissé depuis la naissance de l’étoile. Finalement, le matériau du disque s’agglutine pour former des comètes, des astéroïdes et des planètes sur des millions d’années.
Une équipe de chercheurs a utilisé ALMA pour mesurer les signaux chimiques dans le disque de formation des planètes et a détecté la présence d’eau gazeuse ou de vapeur d’eau. Leur découverte a permis aux astronomes de suivre le parcours de l’eau à partir des nuages gazeux qui ont formé l’étoile et qui finiraient par donner naissance aux planètes.
Leurs conclusions, publiées mercredi dans la revue nature, indique que les comètes formées à partir du disque planétaire du Soleil ont apporté de l’eau sur Terre. Cela signifie que l’eau sur Terre pourrait en fait être plus ancienne que notre soleil, qui a 4,6 milliards d’années.
« Nous pouvons maintenant retracer les origines de l’eau dans notre système solaire avant la formation du soleil », a déclaré l’auteur principal de l’étude, John J. Tobin, astronome à l’Observatoire national de radioastronomie, dans un communiqué.
Normalement, les molécules d’eau sont constituées d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène.
L’équipe de recherche a étudié une variable appelée eau lourde, qui a été détectée dans le disque du V883 Orionis ? Où l’un des atomes d’hydrogène est remplacé par un isotope lourd appelé deutérium. L’eau à laquelle nous sommes habitués et l’eau lourde se forment dans différents scénarios, et les chercheurs peuvent utiliser leurs ratios pour suivre quand et où les molécules d’eau se sont formées.
Les astronomes pensent que les comètes ont peut-être été responsables de l’apport d’eau sur Terre au début de son histoire en entrant en collision avec la planète, car certaines comètes ont des proportions similaires à l’eau sur Terre.
Les comètes sont de grands corps célestes faits de poussière et de glace qui orbitent autour des étoiles.
Dans leur étude de V883 Orionis, les chercheurs ont réalisé le chaînon manquant entre les jeunes étoiles nées de nuages de gaz et de poussière contenant des molécules d’eau, et les comètes également créées à partir de ces mêmes nuages qui orbitent autour d’étoiles nouveau-nées.
« Le V883 Orionis est le chaînon manquant dans cette affaire », a déclaré Tobin dans le communiqué. « La composition de l’eau dans le disque est très similaire à celle des comètes de notre système solaire. C’est la confirmation de l’idée que l’eau dans les systèmes planétaires s’est formée il y a des milliards d’années, avant le soleil, dans l’espace interstellaire, et a été héritée par les comètes et la Terre, relativement inchangées.
La détection des molécules d’eau dans les disques planétaires peut être une tâche difficile.
« La majeure partie de l’eau des disques de formation de planètes est gelée comme de la glace, elle est donc généralement cachée à notre vue », a déclaré la co-auteure de l’étude, Margot Limker, doctorante à l’Observatoire de Leiden aux Pays-Bas, dans un communiqué.
Il est plus facile de détecter l’eau gazéifiée que la glace car les molécules émettent un rayonnement lorsqu’elles se déplacent.
Le disque autour de V883 Orionis est exceptionnellement chaud, a déclaré Tobin, à cause des rafales d’énergie de l’étoile, qui ont transformé la glace en gaz et permis aux chercheurs de la détecter.
L’équipe a détecté au moins 1 200 fois la quantité d’eau dans les océans de la Terre dans le disque de formation planétaire.
Les astronomes sont désireux d’utiliser Un très grand télescope, ou ELT, et son instrument d’imagerie et de spectrométrie moyen-infrarouge de première génération, ou METIS, pour ce type d’observations dans le futur. L’ELT est actuellement en construction au Chili et devrait être prêt en 2028.
« Cela nous donnera une vue plus complète de la glace et du gaz dans les disques de formation des planètes », a déclaré Limaker.
