Une découverte qui va faire des vagues dans le monde de l'astrophysique ! Des chercheurs de l'University College London (UCL) et de l'University of Cambridge viennent de révéler que la glace spatiale, omniprésente des lunes gelées aux grains de poussière interstellaires, n'est pas du tout celle que l'on imaginait. Contre toute attente, cette "glace amorphe" – qu'on croyait totalement désordonnée comme de l'eau liquide figée – recèle en réalité de minuscules cristaux. Une révélation qui pourrait bien changer notre vision de l'univers, de la formation des planètes à l'origine de la vie.
Sur Terre, l'eau gelée forme des structures cristallines parfaites, comme nos flocons de neige, grâce à des températures relativement clémentes. Mais dans le vide glacial de l'espace, où le thermomètre chute à –100 voire –200 degrés Celsius et bien au-delà, les scientifiques pensaient qu'une telle cristallisation était impossible. La théorie voulait que la glace cosmique soit purement amorphe, sans aucune structure ordonnée entre ses molécules. Pourtant, les nouvelles recherches publiées le 7 juillet dans la revue Physical Review B bousculent cette certitude. Elles suggèrent qu'une partie de cette glace peut bel et bien contenir des cristaux, même dans ces conditions extrêmes.Comment les scientifiques ont-ils percé ce mystère glacial ?
Pour démasquer la vraie nature de la glace spatiale, l'équipe de Michael B. Davis (UCL et Cambridge) a eu recours à une double approche, combinant simulations et expériences réelles. D'abord, ils ont créé des "glaçons virtuels" en refroidissant de l'eau à –120 degrés Celsius, mais à des vitesses variées pour voir comment elle gelait. Surprise : la "glace" obtenue n'était pas purement amorphe, elle contenait jusqu'à 20% de cristaux, pas plus grands que 3 nanomètres, nichés dans les interstices désordonnés. Une deuxième simulation, partant de cristaux d'eau serrés puis désordonnés, a même atteint 25% de cristallisation.
Ensuite, la réalité a rejoint la simulation. En bombardant de la glace prétendument amorphe avec des rayons X et en observant leur déviation, les chercheurs ont confirmé que la structure réelle de la glace correspondait à celle des simulations. Pour aller plus loin, ils ont recristallisé de la glace amorphe formée de différentes manières et ont constaté que la structure cristalline finale gardait "mémoire" de sa forme d'origine. Si la glace avait été totalement désordonnée, aucune mémoire n'aurait dû subsister. Une preuve indirecte, mais solide.
Quel impact sur notre compréhension de l'univers ?Cette découverte est loin d'être un simple détail. Michael B. Davis le souligne : "Nous avons maintenant une bonne idée de ce à quoi ressemble la forme la plus courante de glace dans l'univers au niveau atomique." Pourquoi est-ce si capital ? Parce que la glace joue un rôle crucial dans d'innombrables processus cosmologiques. Elle est impliquée dans la manière dont les planètes se forment, comment les galaxies évoluent, et même comment la matière circule à travers l'univers. Comprendre sa structure intime permet d'affiner nos modèles de ces phénomènes gigantesques.
Le Professeur Christoph Salzmann (UCL Chemistry) ajoute : "La glace sur Terre est une curiosité cosmologique en raison de nos températures chaudes. La glace dans le reste de l'univers a longtemps été considérée comme un cliché d'eau liquide - c'est-à-dire un arrangement désordonné figé. Nos résultats montrent que ce n'est pas entièrement vrai." C'est une pièce maîtresse de notre puzzle cosmique qui vient d'être réajustée.
La glace spatiale pourrait-elle être un "super-matériau" ?
Au-delà de l'astrophysique pure, ces nouvelles connaissances ouvrent des perspectives étonnantes. Michael B. Davis évoque le potentiel de la glace comme "matériau de haute performance dans l'espace". Imaginez : elle pourrait servir de bouclier contre les radiations pour nos vaisseaux spatiaux, ou même fournir du carburant (hydrogène et oxygène) pour les futures missions lointaines. Pour cela, il est impératif de connaître ses différentes formes et propriétés en détail. Cette recherche ne se limite donc pas à une meilleure compréhension théorique de l'univers, elle a des implications très concrètes pour l'exploration spatiale et la conception de technologie adaptée à cet environnement extrême. La glace, ce n'est plus juste de l'eau gelée ; c'est peut-être l'un des matériaux clés de notre avenir intergalactique.
Cette découverte remet-elle en cause l'origine de la vie sur Terre ?Les implications de cette étude touchent aussi l'une des plus grandes questions : d'où vient la vie sur notre planète ? Une théorie spéculative, la panspermie, suggère que les briques élémentaires du vivant (comme de simples acides aminés) auraient été transportées jusqu'à la Terre par des comètes, logées dans la glace amorphe de faible densité. Les nouvelles découvertes de Michael B. Davis et son équipe ne l'invalident pas totalement, mais elles "placent des contraintes", comme il le dit. Une structure partiellement cristalline offre moins d'espace pour que ces ingrédients s'incrustent. La théorie pourrait encore tenir la route, car "il existe des régions amorphes dans la glace où les éléments constitutifs de la vie pourraient être piégés et stockés". La quête des origines du vivant continue, avec des indices de plus en plus précis, et la glace cosmique, même avec ses micro-cristaux, reste une candidate intrigante pour avoir servi de taxi cosmique.
Foire Aux Questions (FAQ)
La glace spatiale est-elle la même que la glace terrestre ?
Non, la glace spatiale, qui se forme à des températures beaucoup plus basses, était considérée comme purement amorphe (sans structure ordonnée). De nouvelles recherches montrent qu'elle contient des cristaux, mais pas la même structure cristalline que la glace terrestre.
Qu'est-ce que la glace amorphe de faible densité ?
C'est la forme la plus courante de glace dans l'univers. Elle se forme en condensant de la vapeur d'eau sur des surfaces extrêmement froides et se trouve en grande quantité dans les comètes, sur les lunes glacées et dans les nuages de poussière où se forment étoiles et planètes.
Ces découvertes ont-elles des applications pratiques ?
Oui, la glace pourrait être un "matériau de haute performance" dans l'espace, potentiellement utilisée pour protéger les vaisseaux des radiations ou comme source de carburant (hydrogène et oxygène). Comprendre ses propriétés est crucial pour de futures missions spatiales.
merci à GNT
