De l'eau, de l'eau à profusion, même dans l'univers primitif
Des astrophysiciens financés par l'UE ont mis la main sur des preuves concernant la présence de vapeur d'eau dans l'univers primitif. Cette vapeur a été découverte dans un quasar se trouvant à 11,1 milliards d'années-lumière de notre planète; c'est la première fois que des molécules d'eau ont été détectées à cette distance. D'après les résultats, publiés dans la revue Nature, l'eau aurait été plus abondante dans l'univers primitif que ce que l'on imaginait. Les travaux ont été partiellement soutenus par le réseau de formation ANGLES du programme Marie Curie («Astrophysics network for galaxy lensing studies»), financé au titre du sixième programme-cadre (6e PC). L'eau a été observée sous la forme d'un maser, qui est une sorte de laser fonctionnant sur des longueurs micro-ondes. On a retrouvé des masers d'eau dans plusieurs galaxies voisines, et il semblerait que les vapeurs d'eau se forment sous l'effet des gaz chauds et de la poussière qui orbitent autour du trou noir super massif situé au coeur de la galaxie. Jusqu'à présent, la galaxie la plus éloignée dans laquelle de l'eau avait été détectée se trouve à six milliards d'années-lumière. Cette découverte récente a été faite grâce à un petit tour d'astronomie: les chercheurs se sont servis d'une galaxie voisine comme d'un télescope cosmique; la galaxie se trouvant dans le même axe a magnifié et déformé la lumière provenant du quasar MG J0414+0534; en ont résulté quatre images distinctes du quasar et le signal a été amplifié par un facteur de 35. «Ce n'est pas la première fois que l'on tente, sans succès cependant, de trouver de l'eau, mais nous savions que nous recherchions un signal très faible», explique Violette Impellizzeri, auteur principal de l'article et étudiante licenciée de l'Institut Max Planck de radioastronomie en Allemagne. «Ainsi, nous avons décidé d'utiliser une galaxie située dans le même axe comme une loupe cosmique afin d'observer ce qui se passait beaucoup plus loin; après plusieurs tentatives, une ligne d'émission d'eau est apparue.» Le maser découvert est extrêmement lumineux (environ 10000 fois plus lumineux que notre soleil). Il est également deux fois plus lumineux que le maser d'eau local le plus puissant. Sans la «lentille gravitationnelle» offerte par la galaxie située sur le même axe, il aurait fallu 580 jours d'observations continues au moyen du télescope radio Effelsberg; mais grâce à ce petit tour, l'opération n'a duré que 14 heures. En outre, notre connaissance des quasars voisins suggère que nous avions une chance sur un million de découvrir un maser aussi brillant. La découverte du maser dans la première galaxie distante étudiée montre que ces dispositifs sont plus courants que ce l'on pensait. Plus important encore, la détection d'un maser d'eau se trouvant à 11,1 milliards d'années-lumière prouve également que toutes les conditions étaient réunies pour que les molécules d'eau se forment et survivent jusqu'à près de 2,5 milliards d'années après le Big Bang. «Il est intéressant que nous ayons trouvé de l'eau dans le premier objet gravitationnel magnifié observé depuis un univers éloigné», commente John McKean, également de l'Institut Max Planck de radioastronomie. «Cela suggère que les molécules d'eau étaient probablement plus abondantes dans l'univers primitif que ce nous pensions, et elles pourraient être utilisées pour de futures études sur les trous noirs super massifs et l'évolution des galaxies.» «Les masers d'eau surviennent près du centre des galaxies; ainsi, nos résultats offrent de nouvelles voies intéressantes d'études des trous noirs super massifs au moment de la formation des galaxies», ajoute le docteur Impellizzeri. «Ces résultats permettront également de lancer de futures études relatives à l'eau dans les galaxies éloignées, en ayant recours aux télescopes dont nous disposons actuellement ainsi qu'à la future génération de radiotélescopes; désormais, nous savons qu'il y a également de l'eau là-bas.» Il faudra cependant développer de nouveaux instruments pour découvrir de nouvelles preuves concernant la présence d'eau dans les extrémités de l'univers; les chercheurs espèrent que le télescope SKA (Square Kilometre Array), qui devrait être opérationnel d'ici une dizaine d'années, permette d'acquérir de nouvelles informations et d'effectuer de nombreux progrès dans ce domaine.
Pays
Allemagne, Italie