Des mesures d’une précision inédite de l’eau pour son étude dans l’espace

Des chercheurs de l’UCLouvain viennent de franchir une étape clé pour l’astronomie moderne : ils ont mesuré avec une précision inédite les fréquences des raies spectrales de l’eau (H₂¹⁶O) utilisées en radioastronomie. Une avancée majeure pour l’observation de notre Univers.

Notre connaissance de l’Univers provient de ce que l’on reçoit de celui-ci, lumière ou particules. La décomposition de la lumière en fréquences permet la détection de différentes molécules sous la forme d’une variation de l’intensité lumineuse reçue. Les radioastronomes utilisent ces « signatures» d’absorption ou d’émission de lumière très fines et régulières (en fréquence) dans le spectre électromagnétique, appelées raies spectrales afin d’identifier et étudier les molécules présentes dans l’Univers, que ce soit dans le milieu interstellaire, en provenance d’une étoile ou encore dans l’atmosphère d’une exoplanète. Ces signatures en fréquence représentent l’analogue d’une empreinte digitale : plus elles sont connues avec exactitude, plus l’empreinte digitale est nette et plus les observations sont fiables.
En particulier, dans l’Univers, l’eau est partout : dans les nuages interstellaires où naissent les étoiles, dans les atmosphères planétaires, ou encore dans les comètes. 

Grâce aux mesures beaucoup plus précises réalisées par Arthémise Altman et Alexandr Bogomolov de l’équipe de Clément Lauzin Institute of Condensed Matter and Nanosciences de l’UCLouvain dans le cadre d’une collaboration internationale, les astronomes peuvent désormais « lire » les spectres d’eau dans l’espace avec une meilleure exactitude. Cela permet par exemple de :

• Mieux mesurer les vitesses des objets célestes (grâce à l’effet Doppler).
• Mieux séparer des contributions différentes (par exemple mouvements turbulents, flux, rotation). 
• Améliorer les modèles des régions où l’eau est présente (par exemple autour des étoiles en formation, dans des noyaux galactiques, etc.).

En fournissant aux astronomes des fréquences de référence ultra-précises, ce travail contribue directement à améliorer la qualité des observations astrophysiques et pourra être utilisé comme support pour repousser les frontières de notre compréhension de l’Univers. 

En savoir plus sur cette étude publiée dans The Astrophysical Journal.