De l'eau des comètes à celle des océans ! Par Vincent Minier

De l'eau des comètes à celle des océans !

Le télescope Herschel a levé un voile sur l'origine de l'eau sur Terre, qui pourrait avoir été transportée par des comètes venue de la ceinture de Kuiper.

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Une image de la comète Hartley 2 vue par la sonde EPOXI-Deep Impact/NASA à 700 km. Taille de la comète: environ 2 km.

Cet article est le 3e de notre série consacrée au télescope Herschel, après "Herschel, une nouvelle fenêtre sur l'Univers" et "le mystère de la naissance des étoiles géantes".

CHEMINEMENT. D'où vient l'eau des océans ? L’eau (H₂O) est un composant chimique très banal et abondant dans l’Univers. On le retrouve en particulier dans les nuages moléculaires, où naissent les étoiles. Si l’eau à la surface de notre planète vient aussi de l’espace, comment est-elle arrivée jusqu’ici ?

Une étoile naît au sein d’un cocon de gaz et de poussière. Le cocon de notre Soleil s’appelle la nébuleuse solaire. Une fois l’étoile allumée en son centre, les restes du cocon tournent autour d’elle sous la forme d’un disque protoplanétaire. C’est là que se formeront ensuite les planètes, mais aussi les corps froids - astéroïdes et comètes.

De l'eau en abondance dans les comètes

La comètes sont originaires de deux vastes réservoirs de débris : la ceinture de Kuiper, située après Neptune, et le nuage d’Oort, bien au delà mais dont la forme réelle est inconnue. Les comètes contiennent de l’eau sous forme glacée dans leur noyau et sous forme gazeuse dans leur chevelure - ou coma.

ABONDANCE. Des mesures spectroscopiques, c’est-à-dire la détection de l’émission ou de l’absorption de rayonnement par l’eau, ont mis en évidence une telle abondance d’eau dans la coma que désormais on compare l’abondance des autres composants chimiques par rapport à celle de l’eau.
Ainsi le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone (ou gaz carbonique), le méthanol et l’ammoniaque qui représentent les gaz cométaires les plus abondants, ne représentent pas plus de 1 à 30 % du total.


[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] par [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]



Une variante à l'eau que nous buvons : l'eau semi-lourde

2009 est l'année du lancement de l’observatoire spatial européen Herschel. Le télescope emporte à son bord plusieurs spectromètres permettant la mesure de l’émission ou de l’absorption de rayonnement par l’eau dans l’Univers. Il braque alors ses détecteurs sur plusieurs comètes, qui en (re)passant à proximité du Soleil, dégazent de l’eau et autres substances chimiques.

HARTLEY 2. Ainsi en observant la comète Hartley 2, on s’aperçut qu’elle recrachait 230 kg d’eau par seconde en fondant… Plus étonnant encore : l’instrument HIFI détecta plusieurs formes d’eau.

De fait, l’eau que nous buvons a pour formule H₂O : deux atomes d’hydrogène (H₂) et un atome d’oxygène (O). L’eau existe également sous la forme d’eau lourde (D₂O) ou semi-lourde (HDO) quand les atomes d’hydrogène sont remplacés par deux atomes de deutérium (D) ou quand un seul H est remplacé par un seul D.



L'eau céleste descendue sur la Terre


Aussi incroyable que cela puisse paraître, Herschel a détecté la présence d’eau semi-lourde (HDO) dans la comète Hartley 2. Il a été possible alors, de déterminer le rapport d’abondance entre H₂O et HDO (eau normale et eau semi-lourde), et plus généralement entre le deutérium et l’hydrogène. Le rapport deutérium/hydrogène relevé est de 0,016 %. Une valeur semblable à celle des océans terrestres. La comète Hartley 2, qui semble provenir de la Ceinture de Kuiper, apporte donc un indice sur l’origine de nos océans : ce sont les comètes issues de ce réservoir qui auraient transporté l’eau céleste jusque sur la Terre…

DIVERSITÉ. Mais ce n’est là qu’une piste, car les mesures réalisées sur d’autres comètes, avec des moyens d’observation différents, montrent une grande diversité dans ce fameux rapport D/H.
Herschel, par exemple, a étudié la comète Garradd, venue du Nuage de Oort : elle affiche un rapport D/H de 0 ,02%, supérieur à celui des océans terrestres. Et la comète Comet 45P/Honda-Mrkos-Pajdušáková n’a montré aucune trace d’eau semi-lourde à un seuil de détection correspondant à D/H>0,03%… indiquant par là que ce rapport deuterium sur hydrogène reste proche des 0,016% de nos océans.

Un vaste réservoir de glace


Ces résultats reflètent la diversité des comètes, qui ont évolué aussi différemment dans le disque protoplanétaire et parcourent tout aussi différemment le système solaire.
Ainsi, les résultats d’Herschel confortent le scénario selon lequel un bombardement massif de corps glacés a apporté une quantité importante d’eau sur Terre. Une hypothèse d’autant plus plausible que le réservoir de corps glacés semble très vaste.

Par Vincent Minier, (Laboratoire AIM Paris Saclay, CEA Irfu), responsable du site Herschel.fr


Plus d'infos sur le même sujet :

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]



les plus belles images du télescope Herschel

[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Lancé en mai 2009, le télescope Herschel a été le premier à observer l’univers dans l'infrarouge lointain.


[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Il porte ce nom en hommage à William Herschel qui a découvert en 1788, NGC 1569 qui abrite trois des amas d'étoiles les plus grand jamais découverts dans l'univers local. Chaque amas contient plus d'un million d'étoiles.


[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Il offre une nouvelle vision des objets célestes comme ici la nébuleuse de la tête de cheval.


[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

La même structure vue par le télescope Hubble.


[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Herschel a fait de nombreuses découvertes comme une étoile massive embryonnaire dans RCW 120, une "bulle galactique" formée par une ancienne étoile.


[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Ou les structures internes de galaxies mystérieuses telle que Centaurus A.


[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

et ici la galaxie d'Andromède.


[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Herschel a été totalement désactivé lundi, a annoncé l'Agence spatiale européenne. Une fin programmée car il a épuisé ses réserves d'hélium liquide destinée à refroidir ses instruments.


[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Orion A, vue par le télescope Herschel. 


Source : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]