Les premières étoiles auraient créé de l’eau

L’eau est un pilier de la vie. Chaque organisme sur Terre en dépend, et notre planète prospère grâce à son abondance en eau.

Le lien entre l’eau et la vie provient à la fois des propriétés uniques de l’eau et de son abondance dans le cosmos.

Les origines de l’eau : Hydrogène et oxygène

L’eau, avec sa structure simple composée de deux atomes d’hydrogène liés à un atome d’oxygène, est remarquablement résistante. L’hydrogène s’est formé lors du Big Bang, tandis que l’oxygène, le carbone et l’azote se forgent dans des étoiles massives.

Traditionnellement, les scientifiques croyaient que l’oxygène — et par extension, l’eau — était devenu plus répandu à mesure que l’Univers évoluait. Les générations successives d’étoiles ont enrichi le cosmos en oxygène lors de leurs morts explosives.

Ainsi, bien que l’eau ait été rare dans le premier Univers, elle est depuis devenue relativement abondante. Cependant, une nouvelle étude remet en question cette perspective.

Populations d’étoiles et leur impact cosmique

Les astronomes classent les étoiles en trois populations selon leur âge et leur métallité (où les “métaux” désignent les éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium).

Population I : Étoiles jeunes et riches en métaux, comme le Soleil.

Population II : Étoiles plus anciennes avec moins de métaux.

Population III : Les premières étoiles de l’Univers, faites uniquement d’hydrogène et d’hélium.

Bien que les étoiles de la population III n’aient pas encore été observées directement, on suppose qu’elles étaient massives et de courte durée de vie, semant les graines de tout ce que nous voyons aujourd’hui : océans, forêts, et même nous-mêmes.

Simuler la mort des premières étoiles

Une étude récente publiée sur arXiv suggère que ces étoiles primordiales ont également pu être responsables de la propagation de l’eau à travers le cosmos.

Les chercheurs ont modélisé la mort des premières étoiles, tant petites (13 masses solaires) que massives (200 masses solaires). Les étoiles plus grandes, probablement les premières de l’Univers, se sont formées à partir d’hydrogène et d’hélium purs, tandis que les plus petites sont apparues dans les premières nurseries stellaires avec une métallité très faible.

Lorsque ces petites étoiles sont mortes, elles ont explosé en supernovae classiques. En revanche, les étoiles massives ont terminé leur vie dans des supernovae spectaculaires appelées supernovae à instabilité de paire.

Selon les simulations, ces explosions ont considérablement enrichi les nuages moléculaires environnants en eau. Les restes de ces premières étoiles contenaient 10 à 30 fois plus d’eau que les nuages moléculaires diffus observés dans la Voie lactée aujourd’hui.

Eau primitive et potentiel de vie

Les chercheurs proposent que, 100 à 200 millions d’années après le Big Bang, les nuages moléculaires dans l’Univers primitif contenaient suffisamment d’eau et d’autres éléments essentiels à la vie pour qu’elle puisse potentiellement émerger.

Il reste une question ouverte de savoir si la vie a effectivement émergé si tôt. Il est également possible que l’ionisation et d’autres processus cosmiques aient détruit une grande partie de cette eau primitive.

Bien que l’eau ait pu être abondante dans la jeunesse de l’Univers, l’environnement cosmique a probablement traversé une période de “sécheresse” avant que les générations suivantes d’étoiles, les populations II et I, ne la réapprovisionnent. Pourtant, une partie de l’eau que nous observons aujourd’hui pourrait remonter à ces premières étoiles.

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Lire l’article original sur :  Science Alert

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