D'où vient l'eau de la Terre ? Bien que les comètes, avec leurs noyaux glacés, semblent être des candidats idéaux, les analyses ont jusqu'à présent montré que leur eau diffère de celle de nos océans. Maintenant, cependant, une équipe internationale, réunissant des chercheurs CNRS du Laboratoire d'Etudes du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique et Atmosphères (Observatoire de Paris - PSL/CNRS/ Sorbonne Université/Université de Cergy-Pontoise) et du Laboratoire d'Etudes Spatiales et Instrumentation en Astrophysique (Observatoire de Paris - PSL/ CNRS/Sorbonne Université/Université de Paris), a découvert qu'une famille de comètes, les comètes hyperactives, contient de l'eau semblable à l'eau terrestre. L'étude, publié dans la revue Astronomie &Astrophysique le 20 mai, 2019, s'appuie notamment sur les mesures de la comète 46P/Wirtanen réalisées par SOFIA, Observatoire stratosphérique de la NASA pour l'astronomie infrarouge.

Selon la théorie standard, on pense que la Terre s'est formée à partir de la collision de petits corps célestes appelés planétésimaux. Comme ces corps étaient pauvres en eau, L'eau de la Terre doit avoir été délivrée soit par un planétésimal plus grand, soit par une pluie d'objets plus petits tels que des astéroïdes ou des comètes.

Pour tracer la source de l'eau terrestre, les chercheurs étudient les rapports isotopiques1, et en particulier le rapport dans l'eau du deutérium à l'hydrogène, connu sous le nom de rapport D/H (le deutérium est une forme plus lourde de l'hydrogène). Alors qu'une comète s'approche du soleil, sa glace sublime, formant une atmosphère de vapeur d'eau qui peut être analysée à distance. Cependant, les rapports D/H des comètes mesurés jusqu'à présent ont généralement été deux à trois fois supérieurs à ceux de l'eau océanique, ce qui implique que les comètes n'ont livré qu'environ 10 % de l'eau de la Terre.

Lorsque la comète 46P/Wirtanen s'est approchée de la Terre en décembre 2018, elle a été analysée à l'aide de l'observatoire aéroporté SOFIA, transporté à bord d'un Boeing. Il s'agit de la troisième comète à présenter le même rapport D/H que l'eau terrestre. Comme les deux comètes précédentes, elle appartient à la catégorie des comètes hyperactives qui, à l'approche du Soleil, libérer plus d'eau que la surface de leur noyau ne devrait le permettre. L'excès est produit par les particules riches en glace présentes dans leur atmosphère.

Intrigué, les chercheurs ont déterminé la fraction active (c'est-à-dire la fraction de la surface du noyau nécessaire pour produire la quantité d'eau présente dans leur atmosphère) de toutes les comètes avec un rapport D/H connu. Ils ont constaté qu'il existait une corrélation inverse entre la fraction active et le rapport D/H de la vapeur d'eau :plus une comète tend vers l'hyperactivité (c'est-à-dire une fraction active supérieure à 1), plus son rapport D/H diminue et se rapproche de celui de la Terre.

Comètes hyperactives, dont la vapeur d'eau est en partie issue des grains glacés expulsés dans leur atmosphère ont donc un rapport D/H proche de celui de l'eau terrestre, contrairement aux comètes dont le halo gazeux n'est produit que par la glace de surface. Les chercheurs suggèrent que les rapports D/H mesurés dans l'atmosphère de ces derniers ne sont pas nécessairement indicatifs de la glace présente dans leur noyau. Si cette hypothèse est correcte, l'eau dans tous les noyaux cométaires peut en fait être très similaire à l'eau terrestre, rouvrir le débat sur l'origine des océans de la Terre.