La molécule d’eau, de formule H2O, est constituée de 2 éléments chimiques, l’hydrogène et l’oxygène. L’hydrogène est l’élément le plus abondant dans notre Univers ; il représente environ 75 % en masse de la matière de l’Univers observable (matière noire exclue). L’oxygène arrive en 3ème place derrière l’hydrogène et l’hélium, cet élément est fabriqué au cœur des étoiles par nucléosynthèse.
La molécule H2O se forme dans le milieu interstellaire à partir de réactions faisant intervenir l’hydrogène atomique H et le dihydrogène H2. Les rayons cosmiques ionisent H et H2 pour former l’ion H3+. Cet ion réagit avec l’oxygène atomique O pour former OH+ et H2, puis H2O+ et H. L’ion H2O+ réagit avec des électrons libres pour former le radical OH et la molécule neutre H2O.
Dans les nuages moléculaires denses et froids, où la température n’excède pas quelques dizaines de degrés Kelvin, la molécule d’eau peut se former directement sous forme de glace, par des réactions chimiques intervenant à la surface des grains, carbonés et/ou silicatés. La grande mobilité des atomes d’hydrogène sur les surfaces froides favorise les réactions chimiques et la formation des molécules d’eau H2O, de méthane CH4 et d’ammoniac NH3.
Dans l’Univers, l’eau est présente dans tout le cosmos, essentiellement sous forme de glace ou de vapeur. Dans quelques rares situations, lorsque certaines conditions sont réunies, on retrouve de l’eau en phase liquide.
- Sur la Terre, planète suffisamment massive et à bonne distance du Soleil, l’eau est présente sous ses trois phases : liquide, solide et vapeur. Or posséder un grand réservoir d’eau liquide est nécessaire à l’apparition de la vie. C’est pourquoi, à l’heure ou les découvertes d’exoplanètes sont de plus en plus nombreuses, la question de la recherche de l’eau dans l’univers comme facteur d’émergence de la Vie se pose naturellement.