Des émissions localisées et intermittentes de vapeur d'eau ont été détectées pour la première fois autour de Cérès, le plus grand objet de la ceinture principale d'astéroïdes située entre les orbites de Mars et Jupiter.
Ces observations, publiées mercredi par la revue Nature, ont été réalisées entre novembre 2011 et mars 2013 grâce à Herschel, le puissant télescope infrarouge européen désactivé en juin dernier après quatre années de service.
Cérès relâche de la vapeur d'eau à raison de 6 kg par seconde, a établi l'équipe internationale d'astronomes conduite par Michael Küppers, du Centre d'astronomie spatiale européen (ESAC) de l'Agence spatiale européenne (ESA).
"Cest la première détection véritable de vapeur d'eau autour d'un astéroïde", a souligné auprès de l'AFP une des auteurs de l'étude, Dominique Bockelée-Morvan (Observatoire de Paris/CNRS).
Découverte en 1801 par Giuseppe Piazzi, Cérès a une forme sphérique avec un diamètre de 960 km. Les scientifiques pensent qu'elle est formée d'un noyau rocheux entouré d'un manteau de glace.
Depuis plus de 30 ans, ils soupçonnent que l'eau est un de ses composants significatifs, mais c'est la première fois que des molécules d'eau sont identifiées directement, s'échappant de sa surface sous forme gazeuse.
Les astronomes ont pu déterminer que l'eau était éjectée par deux sources bien localisées, comme deux "geysers géants", précise le CNRS dans un communiqué.
Selon l'équipe de Michael Küppers, l'évaporation d'eau pourrait avoir deux causes. Il s'agirait soit d'un phénomène de "sublimation" - la transformation de la glace directement en vapeur -, comme on peut l'observer lorsqu'une comète se rapproche du Soleil. Soit d'un phénomène de "cryovolcanisme", lorsque des volcans de glace éjectent non pas de la lave, mais des éléments volatiles comme de l'eau.
Toutefois, les astronomes ont observé que la vapeur d'eau n'est émise que lorsque Cérès, dont l'orbite n'est pas parfaitement circulaire, est au plus près du Soleil. "On s'attend à moins d'effets saisonniers s'agissant du cryovolcanisme", explique Dominique Bockelée-Morvan.
"Si l'eau provient d'une sublimation cométaire, c'est la démonstration que l'activité de sublimation de l'eau n'est pas limitée aux comètes classiques, mais est aussi présente dans la ceinture d'astéroïdes", affirment les astronomes.
"On avait déjà plusieurs indices sur le fait que les comètes et les astéroïdes ne sont pas si différents que ça", précise Dominique Bockelée-Morvan.
La présence d'eau sur Cérès "a de fortes implications sur notre conception générale de l'origine de l'eau dans le Système solaire, et sur la Terre en particulier", souligne le CNRS.
Elle serait en accord avec les derniers modèles d'évolution du Système solaire, selon lesquels la migration des planètes aurait engendré un brassage entre astéroïdes et comètes, laissant la ceinture principale actuelle, entre les orbites de Mars et Jupiter, composée d'une multitude de corps divers.
Cette migration aurait aussi placé de nombreux objets riches en eau sur des orbites croisant l'orbite de la Terre, lui apportant l'eau de ses océans.
Cérès est le premier astéroïde découvert et le plus grand corps céleste de la ceinture principale d'astéroïdes. Depuis 2006, Cérès est aussi officiellement classée "planète naine", comme Pluton : c'est la plus petite planète naine connue du Système solaire.
Avec l'astéroïde Vesta, autre grand corps de la ceinture principale d'astéroïdes, Cérès constitue un des deux objectifs de la sonde américaine Dawn lancée en 2007. Cette mission de la NASA a passé 12 mois en orbite autour de Vesta qu'elle a quittée en septembre 2012 pour se diriger vers Cérès. Elle devrait atteindre la planète naine en février 2015 et permettre de mieux comprendre l'origine de ses geysers de vapeur.
vm/fa/phc