Une galaxie lointaine compte 140 billions de fois la quantité d'eau sur Terre (et tout est de vapeur)

Les quasars sont parmi les objets les plus extrêmes de l'univers. Initialement appelées sources radio quasi-stellaires, ces objets cosmiques incroyablement brillants se produisent lorsque de grandes quantités de matière telles que le gaz, la poussière, les étoiles et les planètes tombent dans un trou noir supermassif. Les trous noirs se trouvent au centre des grandes galaxies et peuvent peser de plusieurs à des dizaines de milliards de fois la masse de notre soleil. La gravité extrême et la friction causée par le trou noir provoquent toute la spirale autour de lui pour se réchauffer par des millions de degrés, ce qui le rend lumineux au point que le quasar surpasse la galaxie dans laquelle il se trouve. En fait, les quasars sont si brillants, ils peuvent être compris entre 10 et 100 000 fois la luminosité de notre galaxie de la Voie lactée.

Les quasars les plus proches de nous sont encore à des centaines de millions d'années-lumière, et comme la lumière qu'ils émettent mette si longtemps à nous atteindre, nous ne pouvons les voir car ils étaient beaucoup plus tôt dans la vie de l'univers. Ceci est important, car cela signifie que les quasars donnent un aperçu de l'univers comme il l'était à ses débuts, permettant aux scientifiques d'étudier le cosmos naissant. Un tel exemple est APM 08279 + 5255, un quasar qui se trouve à 12 milliards d'années-lumière de notre planète. Le trou noir au centre de ce quasar particulier est de 20 milliards de fois la masse de notre soleil, mais ce n'est pas nécessairement la chose la plus excitante à ce sujet. APM 08279 + 5255 abrite également le réservoir d'eau le plus grand et le plus éloigné encore découvert dans l'univers.

En 2011, des scientifiques du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, en Californie, dirigé par Matt Bradford, ont étudié l'APM 08279 + 5255 et son trou noir aux côtés d'une équipe distincte d'astronomes. Ils ont publié leurs conclusions dans les lettres de la revue astrophysique, révélant la découverte d'un réservoir d'eau détenant 140 billions de fois plus de l'eau sur toute la terre. Ce vaste gisement d'eau est maintenu dans le quasar lui-même et couvre une région qui mesure des centaines d'années-lumière (une année-lumière est d'environ 6 billions de miles).

Faire cette découverte remarquable impliquait un groupe d'astronomes utilisant l'interféromètre Plateau de Bure dans les Alpes françaises et trouvant des notes d'eau dans APM 08279 + 5255 via une seule signature. En utilisant un télescope de 33 pieds connu sous le nom de « Z-Spec », un deuxième groupe de chercheurs a ensuite confirmé leurs résultats, qu'ils ont ensuite revérifié à l'aide de plats radio. Ce processus a permis de confirmer que les multiples signaux détectés ont donné un sentiment précis de l'échelle de la vapeur d'eau abondante du quasar.

En raison des conditions uniques créées par le trou noir supermassif au centre de ce quasar, la vapeur d'eau se trouve dans un environnement extrême où la température est moins 81,4 degrés Fahrenheit et la densité de la vapeur est 100 fois supérieure à celle des régions similaires observées dans l'univers. En comparaison, dans notre système solaire, l'eau se trouve généralement sous forme liquide ou congelée. La lune de Jupiter Europa, par exemple, contient de l'eau sous forme de glace tandis que la lune de Saturne Encelade a un océan souterrain sous une surface glacée. Il y a même de la glace sur Mars, ce qui, selon les experts, pourrait cacher un secret passionnant. L'eau dans APM 08279 + 5255, cependant, est de la vapeur pure.

Étant donné que cette découverte incroyable est de 12 milliards d'années-lumière, cela signifie que la lumière que nous voyons est rayée dès l'âge du jeune âge de l'univers, ce qui signifie à son tour que ce réservoir d'eau existait à ce moment-là. C'est un gros problème car cela démontre que l'eau était présente dans tout l'univers dès le début. Un article en 2025 publié dans Nature Astronomy suggère même que de l'eau était présente lorsque les premières galaxies se sont formées.

Découvrir l'eau n'importe où dans l'univers est un développement majeur car c'est un ingrédient tellement important pour l'émergence de la vie. Dans sa recherche d'une durée de vie extraterrestre, la NASA recherche généralement l'eau liquide simplement parce que suivre l'eau est une méthode si fiable pour la découverte de la vie sur Terre. En tant que tel, la présence d'eau dans APM 08279 + 5255 nous dit que les éléments requis pour l'émergence de la vie existent depuis un temps important. Les astronomes ont toujours pensé que la vapeur d'eau aurait été présente au début de cette période, mais c'est la première fois qu'elle est détectée aussi loin.

Mais ce n'est pas seulement que l'eau est un ingrédient si crucial à vie. La découverte de ce vaste réservoir nous dit également beaucoup sur la façon dont les galaxies se sont formées et ont changé à mesure que l'univers s'est développé. L'eau est impliquée dans la création et le développement des étoiles et des galaxies, aidant les nuages à gaz à se refroidir et à s'effondrer plus facilement. Cela conduit finalement à la création de nouvelles étoiles, et dans le cas de l'APM 08279 + 5255, nous avons le plus grand réservoir d'eau encore découvert dans l'univers dans un endroit où les astronomes ne s'attendaient pas à le trouver. Cela nous indique que cette zone à 12 milliards d'années-lumière n'est pas un espace vide froid, mais une section chaleureuse, dense et active du cosmos, donnant un aperçu de la façon dont l'univers lui-même a évolué et combler plus de lacunes dans notre compréhension du cosmos.