Nazarii_Neshcherenskyi/Shutterstock
Les quasars font partie des entités les plus extrêmes de l’univers :des centrales lumineuses qui surpassent leurs galaxies hôtes. Ils se forment lorsque de grandes quantités de gaz, de poussière et de débris stellaires s’enroulent dans un trou noir supermassif, chauffant jusqu’à des millions de degrés et émettant plus de lumière que la galaxie qui l’entoure. Les quasars peuvent être dix à cent mille fois plus brillants que la Voie lactée, et leur gravité et leur friction extrêmes en font des laboratoires idéaux pour étudier le cosmos primitif.
Bien que les quasars les plus proches se trouvent à des centaines de millions d’années-lumière, la lumière qu’ils nous transmettent a parcouru des milliards d’années, offrant un aperçu direct des époques de formation de l’univers. L'un de ces quasar, APM08279+5255, se trouve à 12 milliards d'années-lumière de la Terre et contient un trou noir pesant 20 milliards de masses solaires, un moteur gravitationnel colossal qui alimente le réservoir d'eau le plus impressionnant jamais découvert.
Pike‑28/Shutterstock
En 2011, le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, dirigé par Matt Bradford, s'est associé à des astronomes qui ont utilisé l'interféromètre du Plateau de Bure dans les Alpes françaises. Leurs observations, publiées dans The Astrophysical Journal Letters, ont révélé un nuage de vapeur d’eau englobant une région de plusieurs centaines d’années-lumière et contenant 140 000 milliards de fois la quantité totale d’eau sur Terre. Cette découverte marquait la première fois que le milieu interstellaire d’un quasar hébergeait une si grande quantité d’eau.
Une deuxième équipe a confirmé les résultats avec le spectromètre Z‑Spec et des antennes paraboliques supplémentaires, garantissant la robustesse de la mesure et la précision de l'échelle déduite de la vapeur d'eau du quasar.
L’eau existe dans un environnement hostile :des températures proches de –81,4°F (-61°C) et des densités cent fois supérieures à celles des nuages interstellaires typiques. Contrairement à l'eau glacée ou liquide trouvée sur des lunes comme Europe ou Encelade, cette vapeur est pure, dense et entièrement ionisée par le champ de rayonnement intense du quasar.
Parce que la lumière d’APM08279+5255 a parcouru 12 milliards d’années, nous observons ce réservoir tel qu’il existait peu après le Big Bang. La présence de l'eau si tôt indique que les ingrédients fondamentaux de la vie ont été forgés et dispersés dans tout le cosmos dès l'enfance de l'univers.
Une étude de 2025 dans Nature Astronomy suggère que l'eau existait lors de la formation des premières galaxies, renforçant l'idée selon laquelle l'eau est une composante fondamentale de l'évolution cosmique.
Au-delà de ses implications pour l’astrobiologie, cette découverte met en lumière la formation des étoiles et des galaxies. La vapeur d'eau refroidit les nuages de gaz, facilitant leur effondrement en nouvelles étoiles, un processus qui semble avoir été actif même dans cet environnement de quasar lointain et dense.
Ainsi, le quasar APM08279+5255 remet en question la perception de l'espace cosmique primitif comme étant stérile, révélant à la place une région dynamique, chaude et riche en eau qui éclaire notre compréhension du développement de l'univers.