La recherche de la vie passe par celle de l'eau, indispensable. Quelle est l'origine de l'eau de nos océans ? astéroïdes ? comètes ? Y a t'il de l'eau sur Vénus, Mars, Jupiter, Saturne ? Quand va t'on en découvrir ? Y a t'il de l'eau ailleurs dans l'univers ?

2. Astrophysicien français
décédé le 15 mai 2016
À l’origine de la découverte des
anneaux de Neptune
Il s’intéressa notamment au
processus de structuration des
anneaux
Grand défenseur de la diffusion des
sciences pour tous, il était connu
comme un vulgarisateur
enthousiaste
« La vie est trop courte, ne perdez
pas de temps. Allez au bout de vos
passions »
Un hommage à André Brahic
© A. Poilleux/Ciel et Espace Photos

3. © Nasa/Modis/Ciel et Espace Photos
L’eau surTerre

4. L’eau surTerre :
Une ressource précieuse pour la vie
L’eau recouvre 71% de la planète
Cette eau est essentielle pour la survie de ses êtres vivants :

5. L’eau surTerre :
Véritable lieu de rencontre, féconde pour la vie !
© NASA
Les propriétés de l’eau ont permis de séparer certains éléments chimiques et de
favoriser la rencontre entre des éléments qui ne se seraient jamais rencontrés
À condition d’avoir une
température
et une pression permettant à
l’eau de rester sous cet état

6.  La nébuleuse protosolaire
 Les astéroïdes
 Les comètes
© Nasa/JPL-Caltech
© Nasa/JPL-Caltech
© ESA
Des origines mystérieuses :
Trois scénarios possibles ...
3
2
1

7. Des origines mystérieuses :
De l’eau originaire de laTerre
Composition : gaz et poussières
Riche en hydrogène et en oxygène
Nébuleuse protosolaire qui a formé le Soleil et les planètes
© Nasa/JPL-Caltech/Ciel et Esapce Photos
Processus :
 Les débris et les
poussières auraient
formé la planète en
emprisonnant les
molécules d’eau
 L’eau aurait été
expulsée par
dégazage
1

8. Des origines mystérieuses :
De l’eau originaire de laTerre
Présence d’eau dans le manteau inférieur :
Eau légèrement différente
Limites :
 Longtemps la Terre fut très chaude et recouverte par un océan de magma
 Une grande partie de de l’eau aurait donc été perdue
Manteau
inférieur
© O. Hodasava/NASA/Ciel et Espace Photos
1

9. © Labelle Valentin /
AFA

10. © NASA
Des origines mystérieuses :
De l’eau originaire de laTerre
Eau du manteau faible en deutérium : inférieur à 22% à celui des océans
La composition de l’eau a évolué au cours du temps
L’eau terrestre, serait-elle différente de ces origines ?
1

11. Des origines mystérieuses :
De l’eau venue des astéroïdes
© NASA/JPL-Caltech/UCAL/MPS/DLR/IDA
Composition : Débris rocheux, poussières, glace
Ils peuvent mesurer jusqu’à quelques centaines de kilomètres
Composé de peu de glace (de 0% à 10%)
Mais très nombreux
Rapport Deutérium / Hydrogène très
proche
Très bonne candidate
2
Origine :
Ceinture d’astéroïdes,
ceinture de Kuiper

12. © NASA
2
Ceinture d’astéroïdes : entre Mars et Jupiter
ceinture de Kuiper : au-delà de Neptune

13. Des origines mystérieuses :
De l’eau venue des comètes
La comète Lovejoy
© M. Weigand/C&E Photos
Composition : glace, poussières
Origine : Ceinture de Kuiper et Nuage d’Oort
Le noyau peut mesurer de quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres
Constituée à plus de 50% de glace
3
Mais…

14. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
Ce que nous apprend Rosetta

15. Des origines mystérieuses :
Ce que nous apprend Rosetta
Rosetta analyse la comète 67P/Tchourioumov-Guérassimenko depuis le 6 août 2014
Rosetta et la comète Tchouri
© ESA/Rosetta/C&E Photos
Le 30 septembre 2016, Rosetta se posera sur la comète
3

16. Des origines mystérieuses :
Ce que nous apprend Rosetta
La comète Tchouri
© ESA/Rosetta/Navcam/Ciel et Espace Photos
L’eau de la comète est
différente de nos océans
L’instrument ROSINA a mesuré un
rapport deutérium / hydrogène
trois fois supérieur à celui de l’eau
sur Terre
Remise en question du scénario
3

17. Des origines mystérieuses :
Ce que nous apprend Rosetta
Les réservoirs à comètes
© A. Dagan/Ciel et Espace
En 2011 :
La comète Hartley 2 (ceinture de Kuiper) : composition similaire à nos océans
L’eau terrestre pourrait
provenir de comètes
originaires de la
ceinture de Kuiper mais
Tchouri provient elle
aussi de la ceinture de
Kuiper
3

18. Des origines mystérieuses :
Ce que nous apprend Rosetta
Tchouri possède des éléments
nécessaires aux briques de la vie
Des molécules organiques, lointaines
initiatrices de l’émergence de la vie sur
Terre ?
4 composés organiques détectés pour la 1re
fois dans l’Univers
Ces composés organiques sont important
pour la formation de molécules cruciales à
la vie
mais
Il manque cependant certaines conditions
pour qu’elle apparaisse
© ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team
MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
3

19. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

20. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

21. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA
Où se trouvent Rosetta et Tchouri ?

22. © ESA/Rosetta/MPS for OSIRIS Team MPS/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

23.  des origines mystérieuses…
Un mystère qui reste entier :
 Le rapport deutérium / hydrogène varie d’une comète à l’autre
 Le rapport deutérium / hydrogène des astéroïdes est proche de celui de l’eau
terrestre
 Le rapport deutérium / hydrogène a surement évolué depuis la création de notre
planète
© Nasa/JPL-Caltech
L’eau provient peut- être
d’une ou plusieurs de ces
sources !

24. De l’eau sur d’autres planètes ?
Un état de forte exigence
La nébuleuse de la Lagune
© R. Gendler/Ciel et Espace Photos
L’eau dans l’Univers :
 Glace
 Vapeur
L’eau est constituée d’hydrogène
et d’oxygène, or dans l’Univers :
 L’hydrogène représente 70% de
la masse visible
 L’oxygène, plus rare,
représente 1% de cette masse

25. H2O dans l’Univers :
 Dans l’atmosphère des étoiles froides
 Dans les nuages de naissance des planètes
 Dans les enveloppes d’étoiles en fin de vie
 Dans les comètes, astéroïdes
 Dans le système solaire
Etoiles en fin de vie
© Nasa
© Nasa/ESA/Ciel et Espace Photos
De l’eau sur d’autres planètes ?
Un état de forte exigence

26. Nuage de formation du Système solaire
© ESA, NASA, and L. Calcada

27. L’eau liquide est encore plus rare
De l’eau sur d’autres planètes ?
Un état de forte exigence
Elle nécessite certaines conditions particulières :
 Une température particulière (une distance propice avec une étoile)
 Une pression suffisante
Illustration de l’eau sur Mars
© C&E Photos
En bref des conditions qu’on ne peut éventuellement retrouver que sur les planètes
rocheuses et leurs satellites si ces corps sont pourvus d’une atmosphère

28. De l’eau sur d’autres planètes ?
Un état de forte exigence
Vénus possédait autrefois de l’eau liquide à sa surface
© NASA/JPL
Toutes les planètes du Système solaire ont pu contenir de l’eau, mais elle a pu
disparaitre à cause :
D’une distance trop proche du Soleil
D’une pression insuffisante
D’un état de sol particulier

29. De l’eau sur d’autres planètes ?
Vénus, un paradis devenu aride
Planète tellurique
Température moyenne au sol : 460°C
Distance au Soleil : 1,5 fois plus proche que la Terre
© Nasa/C&E Photos
Aujourd’hui : chaude et aride
Vénus possédait autrefois au moins 4 à 5 mètres
d’eau à sa surface

30. © NASA/ESA/C&E Photos
Mars : A la recherche de la vie

31. De l’eau sur d’autres planètes ?
Mars, une histoire de conquête
Planète tellurique
Température moyenne au sol : -63°C
Distance au Soleil : 1,5 fois plus éloignée que la Terre
© Nasa/C&E Photos
Distance proche
Mars est très semblable à la Terre :
 Tellurique
 Rotation et axe de rotation (donc leurs cycles jour/nuit et leurs saisons sont
quasiment identiques)

32. De l’eau sur d’autres planètes ?
Mars, une histoire de conquête
Depuis 1960, une trentaine de missions ont exploré Mars
1965 : 1er survol et 1ères images de la planète par Mariner 4
 Observations d’une zone de cratères  Mars est vue comme une planète « morte »
Cliché de Mars réalisé par Mariner 4
© NASA
1975 : Viking 1 et 2, une vision plus réaliste de Mars apparait
Captation de Viking 1
© Nasa

33. Mars Pathfinder 1997
© Nasa/JPL
1997 : Sojourner

34. De l’eau sur d’autres planètes ?
Mars, une histoire de conquête
Une planète bien connue et encore étudiée :
 5 sondes sont en orbite autour de la planète
 2 rovers actuels :
 Opportunity depuis 2004 (42km) !
 Et Curiosity depuis 2012
Curiosity
© NASA

35. Le Mont Sharp vue par leRover Curiosity (2015)
© NASA/JPL-Caltech/MSSS
Mont Sharp : montagne de sédiments

36. De l’eau sur d’autres planètes ?
Mars, une histoire de conquête
 Aujourd’hui : Eau sous forme de glace ou de vapeur
 Autrefois : l’eau liquide a probablement coulé
Trace découlement d’eau liquide
© ESA/DLR/Fu Berlin/Ciel et Espace Photos
Une rivière Bighorn (Montana)
© NASA
Un glacier (de neige carbonique) grand
comme la France (au pôle Nord)
© NASA

37. De l’eau sur d’autres planètes ?
Mars, une histoire de conquête
Mars était autrefois habitable
Habitable : conditions sont favorables à l’apparition de la vie
Curiosity : Atmosphère chaude et humide autrefois
Présence d’eau durant une longue période (argiles, roches polies, écoulement)
MAVEN : enquête sur la disparition de l'atmosphère
Roches martiennes polie par de l’eau
© Nasa/JPL-Caltech/MSSS
Roches martiennes polie par de l’eau
© NASA/JPL-Caltech/MSSS

38. De l’eau sur d’autres planètes ?
Mars, une histoire de conquête
Mars, à la recherche de la vie passée
ExoMars 2016 :
Mise en orbite en octobre
 étude des gaz atmosphériques
ExoMars 2020 :
Arrivée de la plateforme et du rover
Analyse du sous-sol martien
matière organique non affectée par les
rayonnements solaires
© ESA

39. De l’eau sur d’autres planètes ?
Mars, une histoire de conquête
Bientôt des humains sur Mars ?
Avantages :
 Improvisation
 Soif de découverte
Limites :
 Voyage de huit mois environ
 Limite technique (radiations, atterrissage)
 Financement (apport alimentaire, base
spatiale, oxygène)
© Nasa/Ciel et Espace Photo

40. Et du côté des géantes,
l’eau liquide ?
© P. Carril/C&E Photos

41. De l’eau sur d’autres planètes ?
Du côté des géantes gazeuses
Encelade, la lune glacée
Un océan de 45 km d’épaisseur
Recouvert par 20 kilomètres de
glace en moyenne
Sources chaudes et cheminées
hydrothermales
Un milieu idéal aux bactéries
Une lune encore remplie de secret
© NASA/JPL/SSI/C&E Photos
L’une des lunes de Saturne
Distance du Soleil : 10 x Terre Soleil

42. © D. Peach/Nasa/C&E Photos
De l’eau sur d’autres planètes ?
Du côté des géantes gazeuses
De l’eau suspectée sur certaines lunes de Jupiter
Distance au Soleil : 5 x Terre - Soleil
Présence d’eau suspectée :
 Europe
 Ganymède
 Callisto
Sous une croûte de glace

43. De l’eau sur d’autres planètes ?
Du côté des géantes gazeuses
© Nasa/Ciel et Espace Photos
Ganymède,
Télescope spatial Hubble :
 Océan d’eau salée
 100 kilomètres de profondeur
 Sous 150 km d’épaisseur de glace
La plus grosse lune de Jupiter et du Système solaire
Sonde Galiléo :
Présence d’un champ magnétique

44. Galiléo :
Présence d’argile
Télescope spatial Hubble :
Observation de panaches
d’eau
© Nasa/JPL-Caltech
Europe,
Un monde propice à la vie ?
De l’eau sur d’autres planètes ?
Du côté des géantes gazeuses

45. La sonde JUNO
© NASA/JPL
JUNO,
À la recherche de l’histoire du Système solaire
Arrivée : 4 juillet 2016 (5 ans de voyage)
De l’eau sur d’autres planètes ?
Du côté des géantes gazeuses
Missions :
 Origine de Jupiter
 Structure intérieure de Jupiter
 Composition de l’atmosphère
 Champ magnétique

46. La trajectoire orbitale de JUNO
© NASA
Mais qui ne peut empêcher la sonde d’être en contact avec les radiations
La sonde aura donc une durée de vie limitée
De l’eau sur d’autres planètes ?
Du côté des géantes gazeuses

47. La sonde JUICE
© ESA
Missions :
 Etude de l’habitabilité
 Etude du fonctionnement du
système jovien
Départ : 2022
Début mission : 2030
 2, 5 ans : Jupiter, Europe,
Callisto
 8 mois : Ganymède
JUICE 2022
À la recherche de la vie
extraterrestre
De l’eau sur d’autres planètes ?
Du côté des géantes gazeuses

48. Les aurores boréales de Ganymède
© NASA
Ganymède

49. Représentation du monde glacée d’Europe
© Flickr/ NASA Goddard Space Flight Center
Europe

50. Remerciements
Club d'Astronomie
astroclub85.free.fr

51. Place à l’observation !