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chercheur au cnrs , Jacques Crovisier s'est penché sur la formation naturelle des molécules d'hydrogene et d'oxygene formant ainsi de l'eau sous forme de vapeur ou de glace dans l'univers
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosea...auCosmos2.html
Pour fabriquer de l’eau, il faut de l’hydrogène et de l’oxygène (voir le chapitre Propriétés). L’hydrogène ne manque pas dans l’Univers puisqu’il représente à lui seul plus de 70 % de toute la masse visible de l’Univers. En revanche, l’oxygène est plus rare : 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 :
- "froid" car la molécule d’eau ne supporte pas des températures supérieures à quelques milliers de degrés, mais pas trop car sinon les réactions de formation de cette molécule deviennent très lentes,
- exempt de rayonnement ultraviolet, car ce rayonnement dissocie les petites molécules.
Or, l’espace interstellaire est justement, le plus souvent, chaud, vide et traversé par ce type de rayonnement. C’est pourquoi il n’y a pas plus d’eau dans l’Univers. La quantité d’eau effectivement présente est très difficile à estimer. On l’évalue à environ un millionième de la masse totale de l’Univers visible.
Sous forme de vapeur ou de glace, on trouve l’eau principalement dans l’atmosphère des étoiles froides, dans les nuages protoplanétaires situés autour d’étoiles jeunes, dans les enveloppes d’étoiles en fin de vie, dans certains nuages de gaz du milieu interstellaire, et bien sûr dans le système solaire.
Par ailleurs, l’eau ne peut subsister à l’état liquide que dans un domaine étroit de température et sous une pression suffisante, des conditions que l’on ne peut rencontrer que sur les planètes et leurs satellites : pour l’instant, la seule région de l’Univers où les scientifiques ont pu détecter de l’eau liquide est le système solaire.
Le cycle de l’eau a commencé il y a très longtemps. De la vapeur d’eau a en effet été détectée dans une galaxie très éloignée, âgée de 1,5 milliards d’années.
Au sein des étoiles de type solaire et plus chaudes, la température est beaucoup trop élevée pour que la moindre molécule puisse s’y former, mais sur leur pourtour, où il fait moins chaud, quelques molécules simples peuvent apparaître, en nombre limité. Pour que naissent des molécules plus complexes, comme la molécule d’eau, il faut des températures encore plus basses. C’est ainsi que d’importantes quantités d’eau apparaissent à la surface des étoiles les plus froides, comme les naines brunes détectées récemment, peu massives et trop froides pour donner lieu à des réactions de fusion nucléaire, et les vieilles étoiles que sont les grandes étoiles rouges. Par ailleurs, lorsqu’elles arrivent en fin de vie, ces dernières refoulent vers l’extérieur leur atmosphère gazeuse qui forme alors autour de l’étoile une immense enveloppe pouvant atteindre de 10 à 1000 fois la dimension du système solaire. De telles enveloppes contiennent beaucoup de vapeur d’eau et de la glace peut également s’y former lorsque la température y est suffisamment basse.
Si les scientifiques ont pu élaborer un scénario expliquant la présence d’eau dans l’atmosphère de certaines étoiles, la formation des nuages interstellaires froids, nuages de molécules situés dans des régions particulièrement fraîches de l’Univers, n’est pas encore bien expliqué. Et c’est dommage car ce sont eux qui contiennent l’essentiel des réserves d’eau de l’Univers, principalement sous forme de glace, et qui président à la formation des étoiles. C’est un nuage de ce type qui a donné naissance au système solaire.
Les scientifiques s’accordent à penser que notre système solaire résulte de la contraction, sous l’effet de sa propre masse, d’un nuage moléculaire interstellaire froid et dense fait de gaz, d’ hydrogene et d’hélium essentiellement, et de grains de poussière recouverts de glace d’eau. Très vite, un disque de matière se serait formé, tournant sur lui-même, lentement en périphérie, rapidement au centre. Là, au cœur du disque, la matière étant de plus en plus comprimée par le mouvement et la température augmentant, des réactions de fusion nucléaire auraient fini par se déclencher. Ce cœur se serait alors mis à briller en dégageant une énergie phénoménale, donnant naissance à notre étoile, le Soleil, il y a 4,56 milliards d’années. Le reste du nuage aurait continué à graviter autour de cette toute jeune étoile, les composés les plus volatiles étant rejetés en périphérie sous l’effet de la très grande température. Dans cette nébuleuse primordiale, les poussières se seraient progressivement agglomérées, formant des grains qui se seraient rassemblés de proche en proche en blocs rocheux, lesquels en s’agrégeant auraient progressivement donné naissance aux 9 planètes du système solaire, à leurs satellites et aux météorites .
C’est en 1995 que des astronomes détectèrent pour la première fois la présence d’une planète hors du système solaire. Depuis, vingt autres planètes ont déjà été découvertes et cette liste n’en est probablement qu’à ses débuts. Rien d’étonnant en soi pour les astronomes qui pensent depuis longtemps que notre système solaire n’est pas unique. Mais les scientifiques ont été surpris par la proximité de beaucoup de ces planètes à leur étoile, leur orbite très excentrée et leur taille imposante, des caractéristiques très différentes de ce que l’on observe dans le système solaire. Comprendre ces nouvelles venues, voilà à quoi se sont attelés les chercheurs qui pourraient bien être conduits à revoir certaines de leurs thèses concernant la naissance du système solaire : il se pourrait en effet que les orbites des planètes du système solaire aient changé au cours de leur formation.
Une chose est sûre cependant : aucune des planètes extra solaires découvertes jusqu’à présent ne s’apparente, de près ou de loin, à la Terre ; cela signifie qu’aucune d’entre elles n’est susceptible de receler de l’eau liquide !
Il y a de l’eau un peu partout dans le système solaire : dans certaines planètes et astéroïdes, et dans les cometes et les météorites . Elle se trouve surtout sous forme de glace ou emprisonnée dans les roches.
Les scientifiques ont longtemps cru que l’eau du système solaire avait été synthétisée, sous forme de vapeur d’eau, par oxydation de l’hydrogène présent en grande quantité au sein de la nébuleuse primordiale qui entourait la toute nouvelle étoile, lors de la formation des planètes.
Mais depuis peu, des analyses plus précises de météorites ont permis de conclure qu’il n’en est rien. L’eau du système solaire émanerait pour l’essentiel du milieu interstellaire. Sous l’effet de l’intense chaleur dégagée par la fournaise solaire primitive, toutes les poussières du nuage interstellaire originel se seraient vaporisées et les glaces d’eau qui les recouvraient se seraient sublimées . Par la suite, environ un million d’années plus tard, poussières et vapeur eau se seraient recondensées, formant des grains constitués de matériaux hydratés qui, en se rassemblant de proche en proche, auraient donné naissance aux 9 planètes du système solaire, à leurs satellites et aux météorites. Très loin du brasier, en périphérie, la vapeur d’eau aurait gelé sur des poussières interstellaires qui, en s’agrégeant les unes aux autres, auraient formé les comètes.
Cette découverte de l’origine interstellaire de l’eau du système solaire est d’importance car elle suggère que l’eau du système solaire ne proviendrait pas d’une circonstance singulière ayant permis d’enclencher des réactions chimiques particulières, mais au contraire d’une situation tout à fait reproductible ailleurs dans l’Univers. Autrement dit, rien n’empêche de penser que d’autres planètes existent dans l’Univers qui possèdent de l’eau, et pourquoi pas, comme la Terre, de l’eau liquide.
http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosea...auCosmos2.html
Pour fabriquer de l’eau, il faut de l’hydrogène et de l’oxygène (voir le chapitre Propriétés). L’hydrogène ne manque pas dans l’Univers puisqu’il représente à lui seul plus de 70 % de toute la masse visible de l’Univers. En revanche, l’oxygène est plus rare : 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 :
- "froid" car la molécule d’eau ne supporte pas des températures supérieures à quelques milliers de degrés, mais pas trop car sinon les réactions de formation de cette molécule deviennent très lentes,
- exempt de rayonnement ultraviolet, car ce rayonnement dissocie les petites molécules.
Or, l’espace interstellaire est justement, le plus souvent, chaud, vide et traversé par ce type de rayonnement. C’est pourquoi il n’y a pas plus d’eau dans l’Univers. La quantité d’eau effectivement présente est très difficile à estimer. On l’évalue à environ un millionième de la masse totale de l’Univers visible.
Sous forme de vapeur ou de glace, on trouve l’eau principalement dans l’atmosphère des étoiles froides, dans les nuages protoplanétaires situés autour d’étoiles jeunes, dans les enveloppes d’étoiles en fin de vie, dans certains nuages de gaz du milieu interstellaire, et bien sûr dans le système solaire.
Par ailleurs, l’eau ne peut subsister à l’état liquide que dans un domaine étroit de température et sous une pression suffisante, des conditions que l’on ne peut rencontrer que sur les planètes et leurs satellites : pour l’instant, la seule région de l’Univers où les scientifiques ont pu détecter de l’eau liquide est le système solaire.
Le cycle de l’eau a commencé il y a très longtemps. De la vapeur d’eau a en effet été détectée dans une galaxie très éloignée, âgée de 1,5 milliards d’années.
Au sein des étoiles de type solaire et plus chaudes, la température est beaucoup trop élevée pour que la moindre molécule puisse s’y former, mais sur leur pourtour, où il fait moins chaud, quelques molécules simples peuvent apparaître, en nombre limité. Pour que naissent des molécules plus complexes, comme la molécule d’eau, il faut des températures encore plus basses. C’est ainsi que d’importantes quantités d’eau apparaissent à la surface des étoiles les plus froides, comme les naines brunes détectées récemment, peu massives et trop froides pour donner lieu à des réactions de fusion nucléaire, et les vieilles étoiles que sont les grandes étoiles rouges. Par ailleurs, lorsqu’elles arrivent en fin de vie, ces dernières refoulent vers l’extérieur leur atmosphère gazeuse qui forme alors autour de l’étoile une immense enveloppe pouvant atteindre de 10 à 1000 fois la dimension du système solaire. De telles enveloppes contiennent beaucoup de vapeur d’eau et de la glace peut également s’y former lorsque la température y est suffisamment basse.
Si les scientifiques ont pu élaborer un scénario expliquant la présence d’eau dans l’atmosphère de certaines étoiles, la formation des nuages interstellaires froids, nuages de molécules situés dans des régions particulièrement fraîches de l’Univers, n’est pas encore bien expliqué. Et c’est dommage car ce sont eux qui contiennent l’essentiel des réserves d’eau de l’Univers, principalement sous forme de glace, et qui président à la formation des étoiles. C’est un nuage de ce type qui a donné naissance au système solaire.
Les scientifiques s’accordent à penser que notre système solaire résulte de la contraction, sous l’effet de sa propre masse, d’un nuage moléculaire interstellaire froid et dense fait de gaz, d’ hydrogene et d’hélium essentiellement, et de grains de poussière recouverts de glace d’eau. Très vite, un disque de matière se serait formé, tournant sur lui-même, lentement en périphérie, rapidement au centre. Là, au cœur du disque, la matière étant de plus en plus comprimée par le mouvement et la température augmentant, des réactions de fusion nucléaire auraient fini par se déclencher. Ce cœur se serait alors mis à briller en dégageant une énergie phénoménale, donnant naissance à notre étoile, le Soleil, il y a 4,56 milliards d’années. Le reste du nuage aurait continué à graviter autour de cette toute jeune étoile, les composés les plus volatiles étant rejetés en périphérie sous l’effet de la très grande température. Dans cette nébuleuse primordiale, les poussières se seraient progressivement agglomérées, formant des grains qui se seraient rassemblés de proche en proche en blocs rocheux, lesquels en s’agrégeant auraient progressivement donné naissance aux 9 planètes du système solaire, à leurs satellites et aux météorites .
C’est en 1995 que des astronomes détectèrent pour la première fois la présence d’une planète hors du système solaire. Depuis, vingt autres planètes ont déjà été découvertes et cette liste n’en est probablement qu’à ses débuts. Rien d’étonnant en soi pour les astronomes qui pensent depuis longtemps que notre système solaire n’est pas unique. Mais les scientifiques ont été surpris par la proximité de beaucoup de ces planètes à leur étoile, leur orbite très excentrée et leur taille imposante, des caractéristiques très différentes de ce que l’on observe dans le système solaire. Comprendre ces nouvelles venues, voilà à quoi se sont attelés les chercheurs qui pourraient bien être conduits à revoir certaines de leurs thèses concernant la naissance du système solaire : il se pourrait en effet que les orbites des planètes du système solaire aient changé au cours de leur formation.
Une chose est sûre cependant : aucune des planètes extra solaires découvertes jusqu’à présent ne s’apparente, de près ou de loin, à la Terre ; cela signifie qu’aucune d’entre elles n’est susceptible de receler de l’eau liquide !
Il y a de l’eau un peu partout dans le système solaire : dans certaines planètes et astéroïdes, et dans les cometes et les météorites . Elle se trouve surtout sous forme de glace ou emprisonnée dans les roches.
Les scientifiques ont longtemps cru que l’eau du système solaire avait été synthétisée, sous forme de vapeur d’eau, par oxydation de l’hydrogène présent en grande quantité au sein de la nébuleuse primordiale qui entourait la toute nouvelle étoile, lors de la formation des planètes.
Mais depuis peu, des analyses plus précises de météorites ont permis de conclure qu’il n’en est rien. L’eau du système solaire émanerait pour l’essentiel du milieu interstellaire. Sous l’effet de l’intense chaleur dégagée par la fournaise solaire primitive, toutes les poussières du nuage interstellaire originel se seraient vaporisées et les glaces d’eau qui les recouvraient se seraient sublimées . Par la suite, environ un million d’années plus tard, poussières et vapeur eau se seraient recondensées, formant des grains constitués de matériaux hydratés qui, en se rassemblant de proche en proche, auraient donné naissance aux 9 planètes du système solaire, à leurs satellites et aux météorites. Très loin du brasier, en périphérie, la vapeur d’eau aurait gelé sur des poussières interstellaires qui, en s’agrégeant les unes aux autres, auraient formé les comètes.
Cette découverte de l’origine interstellaire de l’eau du système solaire est d’importance car elle suggère que l’eau du système solaire ne proviendrait pas d’une circonstance singulière ayant permis d’enclencher des réactions chimiques particulières, mais au contraire d’une situation tout à fait reproductible ailleurs dans l’Univers. Autrement dit, rien n’empêche de penser que d’autres planètes existent dans l’Univers qui possèdent de l’eau, et pourquoi pas, comme la Terre, de l’eau liquide.
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