On pourrait penser que fabriquer un bouclier à partir d'eau ne ferait pas beaucoup de bien (pas dans les reconstitutions de combats médiévaux, en tout cas). Mais c'est précisément ce qu'ont peut-être fait les molécules du système solaire primitif – certaines des mêmes dont vous êtes constitués aujourd'hui, peut-être. Dans leur cas, la protection contre les épées larges n'était pas aussi préoccupante que les effets des rayons ultraviolets du Soleil.
La lumière UV est assez dure pour les molécules car elle les décompose facilement en leurs éléments constitutifs. De plus grosses molécules organiques qui se sont rassemblées dans le disque poussiéreux à partir duquel nos planètes se sont formées il y a des milliards d'années auraient été brisées par les rayons du Soleil, mais les calculs de deux astronomes de l'Université du Michigan montrent que des milliers d'océans d'eau présents dans un disque protoplanétaire peut protéger d'autres molécules d'être brisé.
Edwin (Ted) Bergin et Thomas Bethell, tous deux du Département d'astronomie de l'Université du Michigan, ont calculé que dans les systèmes semblables au Soleil, l'abondance d'eau au début peut absorber une grande partie de la lumière ultraviolette de l'étoile centrale. En protégeant d'autres molécules d'être brisées, elles continuent à persister dans les derniers stades du développement du disque. En d'autres termes, ces molécules traînent jusqu'à la formation des planétésimaux et des planètes, et ce mécanisme aurait pu protéger les constituants de la vie des ravages du Soleil dans notre propre système solaire.
Les disques circumstellaires modélisés par Bergin et Bethell dans leur article incluent DR Tau, AS 205A et AA Tau.
Bergin a déclaré à Universe Today : « À l'heure actuelle, plus de 4 systèmes avec de la vapeur d'eau ont été observés. Tous sont cohérents avec notre modèle. Je comprends qu'il existe de nombreuses autres détections de vapeur d'eau par Spitzer mais celles-ci n'ont pas encore été publiées. La vapeur d'eau que nous voyons est continuellement reconstituée par la chimie à haute température dans ces systèmes, vous ne verriez donc aucune dégradation. »
Dans des systèmes comme le système solaire, les planètes se forment à partir d'un disque de poussière et de gaz qui entoure la jeune étoile. Ce grand disque plat se solidifie plus tard en planètes, comètes et astéroïdes. Près du centre du disque, entre 1 et 5 unités astronomiques, la vapeur d'eau chaude dans le disque pourrait « protéger » les molécules à l'intérieur de cette couche d'être brisées par la lumière UV.
H2O se décompose lorsqu'il est exposé à la lumière UV en hydrogène et hydroxyde. L'hydroxyde peut être encore décomposé en atomes d'oxygène et d'hydrogène. Mais l'eau, contrairement à d'autres molécules, se reforme à un rythme rapide, reconstituant le bouclier de vapeur d'eau.
Des grains de poussière plus petits à l'intérieur du disque capturent une partie du rayonnement UV dans les premières périodes de formation d'un disque protoplanétaire. Une fois que ces grains de poussière commencent à faire boule de neige en morceaux plus gros, cependant, la lumière UV filtre et brise les molécules dans les parties internes du disque, où les planètes en sont à leurs premiers stades de formation.
Le modèle précédent de la persistance des molécules organiques au-delà de ce point suggérait que les comètes de la partie externe du disque tombent d'une manière ou d'une autre au centre, libérant de l'eau pour absorber le rayonnement nocif. Mais ce modèle n'expliquait pas les mesures d'hydroxyde pour les disques observés jusqu'à présent.
S'il y a suffisamment d'eau, ce qui semble être le cas dans une poignée de disques observés par le télescope spatial Spitzer, ces autres molécules restent intactes, et en prime l'eau présente dans les parties intérieures du disque colle également.
Bergin a déclaré à Universe Today : « Il existe d'autres molécules qui peuvent se protéger – le CO et le H2 – mais celles-ci ne peuvent pas non plus protéger d'autres molécules (car elles ne capturent qu'une fraction du spectre de la lumière). L'eau est la seule avec une formation forte qui peut compenser la destruction. Il fournit alors la protection complète pour les autres espèces. Il est peu probable qu'une autre molécule fasse cela.
Ce mécanisme ne protégerait la vapeur d'eau et les autres molécules que dans la partie interne du disque, la plus proche de l'étoile.
'Ceci sera probablement actif dans les quelques UA internes - à un moment donné, disons qu'entre 5 et 10 UA, il deviendra inactif et les choses seront inhospitalières pour diverses espèces [de molécules]', a déclaré Bergin.
Alors, où va toute l'eau une fois que les planètes se sont formées ? La vapeur la plus proche de l'étoile - à environ 1 UA - est finalement décomposée par la lumière des étoiles en hydrogène et oxygène. À environ 3 UA de l'étoile, l'eau pourrait faire partie des planètes et des astéroïdes qui se forment dans cette région. Ce sont peut-être de tels astéroïdes qui ont transporté de l'eau à la surface de la Terre au cours de sa formation initiale, remplissant nos océans. En dehors de cette région, H2O est décomposé en hydrogène et oxygène et soufflé dans l'espace, a déclaré Bergin.
Lorsqu'on lui a demandé si ce bouclier protecteur d'eau était présent dans notre propre système solaire, Bergin a répondu : « Quand nous disons qu'il y avait des milliers d'océans de vapeur d'eau dans la zone habitable, nous entendons autour d'étoiles semblables au Soleil. Vraisemblablement, cela était également présent autour de notre Soleil.
La source: Physorg , Science , entretien par e-mail avec Ted Bergin