L'eau, élément essentiel à la vie telle que nous la connaissons, aurait pu se former bien plus tôt dans l'Univers que ce que l'on pensait jusqu'alors. Une étude récente explore comment les premières molécules d'eau ont pu apparaître dans les halos primordiaux après les explosions de supernovae.
Les chercheurs ont utilisé des simulations informatiques pour étudier deux types de supernovae: une avec une étoile de 13 fois la masse du Soleil et une autre avec une étoile 200 fois plus massive. Ces simulations ont permis de comprendre comment l'oxygène produit lors de ces explosions a pu se combiner avec l'hydrogène pour former de l'eau.
Vue d'artiste d'une supernova - M. Weiss
Dans la première simulation, l'eau s'est formée en quantités équivalentes à une fraction minime de la masse solaire, entre 30 et 90 millions d'années après l'explosion. La seconde simulation a montré une formation d'eau plus rapide et en plus grande quantité, atteignant environ 0,001 masse solaire en seulement 3 millions d'années.
Ces résultats suggèrent que l'eau pourrait avoir été présente dans l'Univers dès 100 à 200 millions d'années après le Big Bang. Cette eau, formée dans les résidus denses des supernovae, aurait pu jouer un rôle crucial dans la formation des planètes.
L'étude souligne l'importance des conditions extrêmes des supernovae pour la synthèse des éléments lourds comme l'oxygène. Cet élément, en se combinant avec l'hydrogène, a permis la formation d'eau, un ingrédient clé pour l'apparition de la vie. Les chercheurs envisagent que cette eau primordiale aurait pu être intégrée dans les systèmes planétaires naissants. Cela ouvre de nouvelles perspectives sur l'origine de l'eau dans notre propre Système solaire.
Cette découverte, publiée dans Nature Astronomy, repose sur des modèles informatiques qui simulent les conditions physiques et chimiques des premières époques de l'Univers. Elle apporte une pièce supplémentaire au puzzle de l'origine de la vie dans l'Univers.
Comment l'eau se forme-t-elle dans l'Univers ?
L'eau se forme lorsque l'oxygène, produit dans les étoiles, se combine avec l'hydrogène, l'élément le plus abondant de l'Univers. Ce processus nécessite des conditions spécifiques de température et de densité, souvent rencontrées dans les résidus des supernovae.
Les supernovae, en explosant, dispersent dans l'espace les éléments qu'elles ont synthétisés, dont l'oxygène. Cet oxygène, en rencontrant de l'hydrogène, peut former des molécules d'eau, surtout dans les régions denses et froides des halos de matière laissés par l'explosion.
La formation d'eau est donc un processus qui dépend de l'histoire chimique de l'Univers, marquée par la vie et la mort des étoiles. Cela montre comment les éléments essentiels à la vie sont le produit de phénomènes astrophysiques violents.