Africa-Press – Djibouti. Les molécules d’eau étaient présentes en abondance dans l’Univers primitif – seulement 100 ou 200 millions d’années après le Big Bang, soutiennent des astronomes britanniques et émiratis. Donc avant la formation des premières galaxies. Et non un bon milliard d’années après la naissance de l’Univers, comme les scientifiques l’estimaient jusqu’à présent.
Astres éphémères
Pour parvenir à ce résultat, l’équipe d’astronomes a réalisé des simulations numériques de la fin de vie des toutes premières étoiles: des astres dits de « population III », extrêmement massifs, très lumineux et relativement éphémères, encore hypothétiques car jamais observés directement encore mais dont les scientifiques se rapprochent de plus en plus et que le télescope spatial James Webb pourrait peut-être enfin détecter dans les mois ou les années qui viennent.
Selon les théoriciens, ces étoiles primitives se seraient formées quasi exclusivement à partir des éléments les plus légers et plus simples qui existaient alors dans l’Univers primordial: l’hydrogène et l’hélium. Les réactions de fusion nucléaire auraient forgé en leur sein des atomes de plus en plus lourds, notamment l’oxygène, expulsés par ces étoiles lorsqu’elles ont épuisé tout leur combustible et explosé en supernovae.
Milieu riche en hydrogène gazeux
Or ces éléments lourds, en particulier l’oxygène, ont interagi ensuite avec le milieu environnement déjà riche en hydrogène gazeux, produisant ainsi des molécules d’eau (composées d’un atome d’oxygène et deux d’hydrogène). Certaines études estimaient que de très faibles quantités d’oxygène auraient engendré un nombre restreint de molécules d’eau. Mais le phénomène n’avait jamais été modélisé et quantifié de façon précise.
Les simulations, réalisées par l’équipe anglo-émiratie et présentées dans la revue Nature Astronomy, ont produit des résultats et des chiffres très surprenants. Les chercheurs se sont intéressés à deux catégories d’étoiles de population III censées refléter les populations primordiales: l’une correspondant à 13 masses solaires, dont la durée de vie est estimée à 12 millions d’années (contre quelque 10 milliards d’années pour notre Soleil) ; l’autre à 200 masses solaires, qui exploserait au bout de 2,5 millions d’années.
Un constituant clé des premières galaxies
Alors que le premier type d’étoiles produirait quelques dixièmes de masse solaire d’oxygène, le second en engendrerait des quantités phénoménales – entre 30 à 50 masses solaires ! Les calculs indiquent aussi que les molécules d’eau se formeraient au bout de 3 millions d’années pour la première catégorie, et de 30 à 90 millions d’années pour la seconde. Des nuages moléculaires 10 à 30 fois plus riches en eau que ceux de notre Système solaire seraient ainsi apparus autour des petites étoiles primordiales. Et dans l’environnement des plus massives, les quantités d’eau seraient presque aussi importantes que dans l’ensemble du Système solaire.
Or ces nuages moléculaires denses et riches en eau sont de « probables candidats pour la formation de disques protoplanétaires », écrivent les chercheurs. Ces structures auraient donc pu participer à la naissance de planètes gazeuses comme Jupiter ou rocheuses comme la Terre. « En plus de révéler qu’un ingrédient essentiel à la vie était déjà présent dans l’Univers 100 à 200 millions d’années après le Big Bang, nos simulations montrent que l’eau était probablement un constituant clé des premières galaxies », ajoutent-ils.
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