L’eau deutérée et son intérêt astrophysique

L’eau est l’une des molécules les plus abondantes du milieu interstellaire, le réservoir de gaz très froid à partir duquel les étoiles se fabriquent. L'eau y revêt différentes formes chimiques comme l’eau deutérée (HDO).

C'est une molécule particulièrement intéressante du milieu interstellaire. Elle est chimiquement équivalente à l’eau (H₂O), mais l’un de ses atomes d’hydrogène est remplacé par un isotope lourd de l’hydrogène, le deutérium, dont le noyau contient un neutron en plus du proton déjà présent dans l’atome d’hydrogène.

Les astronomes, à partir d’observations du rayonnement infrarouge émis par  l’eau et de l’eau deutérée, détermine l’abondance de ces deux molécules et par là-même le rapport d’abondances HDO/H₂O, dans différents types d’objets astrophysiques dont les régions de formation stellaire.

Le rapport HDO/H₂O est un outil d’autant plus intéressant puisque selon sa valeur il permet de contraindre les mécanismes de formation de l’eau. En effet, en raison d’une différence d’énergie de potentiel de point 0 entre l’eau et l’eau deutérée, le rapport HDO/H₂O est élevé si l’eau se forme à basse température, tandis qu’il est faible si l’eau se forme à haute température. Il a été déterminé dans plusieurs types de comètes et en le comparant avec celui des océans terrestres, a permis de conclure que l’eau sur Terre avait probablement été apportée par les comètes lors de grands bombardements, permettant ainsi l’apparition de la Vie sur Terre.

Formation stellaire

Les comètes sont les témoins de la formation du système solaire, puisqu’elles se sont formées en même temps que le disque protoplanétaire à l’origine des planètes dont la Terre.