Ma dose de science #12

Dans la prescription d’actu-sciences du jour : paracétamol & émotions, des liens chimiques entre l’homme et le chien, les plus vieux outils du monde et une ballade dans le cosmos

La galaxie du Sombrero, par le télescope spatial Hubble

La galaxie du Sombrero, par le télescope spatial Hubble

 

Acétaminophène — Le paracétamol agirait-il contre les émotions ? Une étude publiée dans la revue Psychological Science vient d’être publiée sur le sujet. Le paracétamol, aussi appelé acétaminophène par les scientifiques, est la molécule active la plus vendue dans les médicaments en France, connue pour son action antidouleur. On a montré des photos aux quelques 80 participants de l’étude, certains avaient avalé du paracétamol, les autres un placebo.  Les images étaient choisies pour susciter une grande palette d’émotions et les participants devaient noter sur une échelle de 1 à 10 la réaction émotionnelle qu’ils ressentaient. Résultat : Les cobayes sous paracétamol ont des sentiments moins négatifs face aux images tristes, mais ils se sentent aussi moins joyeux devant les images plus gaies. Comme si le paracétamol anesthésiait les émotions. Le mécanisme par lequel la molécule produit cet effet n’est pas encore compris. Les psychologues qui ont mené l’étude formulent l’hypothèse de l’implication de la sérotonine, un neurotransmetteur  dont on sait qu’il joue sur le contrôle de la douleur et aussi sur l’humeur.

 

Un amour de chien — Un autre fameux ingrédient du cocktail émotionnel fait également l’actualité scientifique : l’ocytocine. On la surnomme, trop rapidement c’est vrai, l’hormone du plaisir, du bonheur ou de l’empathie. En tous cas, l’ocytocine serait une petite pincée de chimie indispensable en particulier au renforcement des liens entre la mère et l’enfant. En 2012, une étude avait montré que l’administration d’ocytocine chez les parents augmentait sa production chez l’enfant, en raison d’un surcroît de tendresse exprimé par les géniteurs. Un cercle vertueux en quelque sorte. Dans la revue Science, les résultats de l’équipe d’éthologie du professeur Takefumi Kikusui au Japon pointent un effet similaire entre l’humain et le chien. Quand ils jouent ensemble, leur deux taux d’ocytocine augmentent, et ceux d’autant plus qu’ils échangent des regards fréquents. Un phénomène que les chercheurs n’observent pas avec des loups apprivoisés dès leur plus jeune âge. Un petit coup de spray d’hormone sur la truffe du chien, et l’ocytocine augmentera en retour encore plus chez son maître. Un cercle vertueux semblable à celui d’une mère et son bébé. Ces similarités entre les comportements maternels et les liens que l’on tisse avec les chiens pourraient avoir joué un rôle dans la domestication de nos amis à quatre pattes, il y a plus de 10 000 ans.

 

Et l’outil fut — Si on remonte encore plus loin dans le temps, une autre date a fait couler de l’encre la semaine dernière. Celle de la fabrication des premiers outils par les ancêtres de l’Homme. Lors du Congrès de la société américaine de paléoanthropologie, une équipe a révélé la découverte d’outils en pierre taillés vieux de 3 300 000 ans au Kenya. C’est 700 000 ans de plus que ce qu’on pensait. C’est surtout bien trop vieux pour que ce soit l’œuvre du genre Homo, dont on date actuellement l’apparition vers 2 800 000 ans. Le premier artisan industriel serait Kenyanthropus Playtops. Il fait partie de la grande famille des australopithèques, la même que Lucy qui vivait à peu près à la même époque mais qui était d’une espèce différente. Ces petits morceaux de pierre font un peu plus voler en éclat le mythe selon lequel « l’outil serait le propre de l’Homme ». Mais pour en savoir plus, il faudra attendre la publication qui devrait arriver dans Nature.

 

La vigie du ciel — L’Homme n’a pas inventé l’outil, il mais il a fait pas mal de choses avec depuis 3 millions d’années…Y compris les envoyer dans l’espace. Le télescope Hubble fête en ce moment ses 25 ans dans le ciel. Et il est un peu plus sophistiqué qu’une pierre taillée. C’est la star des observatoires spatiaux, celui qui éclipse tous les autres. L’avantage de Hubble par rapport à un télescope sur Terre, c’est que là-haut, les images ne sont pas floutées par les turbulences de l’atmosphère et qu’il fait nuit 24h/24.  Depuis 25 ans il a transmis plusieurs milliers de clichés, qui ont servi autant à assouvir la curiosité des scientifiques qu’à éblouir les yeux des profanes de l’éclat des étoiles, des nébuleuses et des galaxies. Je vous conseille d’aller sur internet vous promener dans le cosmos avec Hubble. Et, si l’émotion est trop forte, n’oubliez pas votre paracétamol.

Ma dose de science # 11

On a découvert des proto-amas de galaxies, les protons sont repartis pour un tour au CERN, la Chine se lance dans la big (neuro)science et les magnéto-rats débarquent

Ma dose de science #11Proto-amas — Des astrophysiciens viennent de découvrir à l’aide des télescopes spatiaux Herschel et Planck près de 2 000 sources de lumière inconnues, très brillantes et qui remontent 3 à 4 milliards d’années environ après le Big Bang. Ce pourrait être des proto-amas de galaxies, c’est-à-dire des groupes de galaxies très jeunes en train de se rapprocher sous l’effet de la gravitation. La Voie lactée notre galaxie, n’est qu’une des quelques 100 milliards de galaxies qui parsèment le cosmos. Les scientifiques connaissent plutôt bien notre univers tel qu’il est aujourd’hui. Ils connaissent aussi de mieux en mieux les grandes lignes du scénario de sa naissance, lorsque les particules élémentaires s’assemblent quelques instants après le big bang pour former les premiers atomes. Mais entre les deux, il y a d’autres phases qui restent méconnues. En particulier celle de la formation des galaxies et des premiers amas de galaxie. C’est pourquoi la découverte est qualifiée de « chaînon manquant » de la cosmologie dans un communiqué l’Agence spatiale européenne. Un terme qui a été repris avec gourmandise par les vulgarisateurs et les journalistes scientifiques. Cette découverte publiée dans la revue Astronomy and Astrophysics  est assez inattendue, notamment parce que le satellite Planck n’était pas a priori conçu pour les détecter. Ce satellite, dont j’ai longuement parlé ici, avait pour but d’observer minutieusement le ciel pour capter le fond diffus cosmologique. Mais ces 2000 points lumineux ont intrigué les chercheurs.  L’étude de ces proto-amas de galaxie  pourrait donner des informations sur un des composants mystérieux de l’univers : la matière noire. C’est cette substance massive, dont on observe les effets d’attraction gravitationnelle à l’échelle des galaxies, mais qui reste invisible. Pourtant, si elle n’existait pas, la formation des galaxies par agglutinement de matière aurait été si lente que je ne serais pas là aujourd’hui pour en parler.

Manège à particules — Percer le mystère de la matière noire, c’est aussi un des enjeux scientifiques du redémarrage du LHC, le grand collisionneur de particule du CERN. Nous sommes donc de retour sur Terre, et même 100 mètres sous terre à la frontière franco-suisse. Le LHC, c’est un gigantesque anneau de 27 km de circonférence dans lequel s’entrechoquent de microscopiques particules, des protons. A chaque collision, l’énergie libérée se transforme en masse, c’est-à-dire en une ribambelle d’autres particules, le tout d’après la star des équations : E =mc². Lors de la précédente campagne de mesure, terminée en février 2013, le LHC avait débusqué le boson de Higgs, la clef de voûte du Modèle Standard, la théorie physique la plus précise à l’heure actuelle dans la description des interactions fondamentales. Les protons sont donc repartis pour un tour (ou plutôt quelques milliards) avec une énergie par collision presque doublée. L’enjeu est désormais de dépasser les frontières du modèle standard pour découvrir des territoires inexplorés. Parmi eux, la matière noire donc, mais aussi la supersymétrie ou encore  la réponse à la question : « pourquoi y a-t-il plus de matière que d’antimatière dans l’univers ? ». On pourrait même imaginer voir dans ces collisions la trace de dimension supplémentaires de l’espace temps. En tous cas, ce sont plus de 7000 chercheurs, sans compter les ingénieurs et les techniciens qui s’activent à nouveau autour du LHC. De la « big science » à l’état pur.

Méga-cerveau — La neuroscience possède aussi ses projets de big science. Il y a les Etats-Unis (avec leur Brain Initiative) et l’Europe (et son Human Brain Project), mais aussi le Japon, l’Australie, le Canada qui ont lancé des initiatives à différents niveaux. C’est désormais au tour de la Chine de se lancer dans la course. Les contours du China Brain Science Project ont été dévoilés fin mars. Selon Nancy Ip, professeur de neurosciences de l’Université de Hong­kong,  le projet devrait tourner autour de trois axes : Etudier les mécanismes de la neuro-circuiterie qui sous-tendent les fonctions cognitives, imaginer des outils de diagnostic et de traitement précoces des maladies mentales ou neurodégénératives, et développer les technologies intelligentes reliant cerveau et machine. Le projet est encore en évaluation et devrait être officialisée par le gouvernement chinois d’ici fin 2015.

Magnéto-rats — Le cerveau est un organe qui ne cesse de nous fasciner par ses capacités.  Un exemple, parmi les derniers en date : des rats ont appris à s’orienter dans l’espace grâce au champ magnétique. Certains animaux possèdent naturellement cette capacité, comme certains oiseaux migrateurs, ce qui n’est pas le cas du rat. Dans la revue Current Biology, des chercheurs japonais expliquent qu’ils ont greffé directement sur le cortex visuel de rats aveugles une sorte de boussole géomagnétique. Ces implants indiquaient aux rats en temps réel la direction à laquelle ils faisaient face. Avec une dizaine d’essais, les rongeurs ont appris à utiliser cette information et ont pu s’orienter dans un labyrinthe aussi bien qu’un rat normal. Les voilà donc transformés en rats des champs magnétiques.

Ma dose de science #8

Vous avez passé l’été loin de la science et des bruits de laboratoires ? Vous ne connaissez ni les lauréats de la médaille Fields 2014, ni le nom de la comète autour de laquelle tourne la sonde Rosetta, ni l’événement dont on a fêté le 45e anniversaire en juillet ? Remettez-vous dans le bain avec cette dose de science !

 

Le noyau de "Chury"  Esa/Rosetta/MPS for Osiris Team/UPD/LAM/IAA/SSO/INTA/UPM/DASP/IDA

Le noyau de « Chury »

Rosetta–Les scientifiques commencent vraiment à tirer des plans sur la comète. Sur la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko plus précisément. Ou « Chury » pour les intimes. En effet, la sonde Rosetta (dont j’ai déjà parlé ici) a réussi début août son approche de la comète. Un ballet céleste qui s’est déroulé à 400 millions de km de nous. L’engin spatial accompagne désormais, à moins de 100 km de distance, la comète dans sa course vers le Soleil. Les astronomes scrutent donc les images très précises de l’étrange noyau cométaire, ce double-patatoïde cratérisé. Pas facile de sélectionner, sur cette surface aussi désolée qu’accidentée, un site d’atterrissage pour le petit module Philae, qui doit se poser sur Chury vers le 11 novembre. 5 sites sont pour l’instant en compétition.

Ebola–Plus de 2000 cas en Afrique centrale et occidentale, plus de 1000 morts. La plus importante épidémie de cette fièvre hémorragique continue de faire des ravages. Voici une infographie de Courrier international pour faire le point.

Médaille Fields–Certains l’appellent « le prix Nobel des maths ». A tort, car la médaille Fields récompense exclusivement des mathématiciens de moins de 40 ans, comme une incitation à poursuivre leur recherche plutôt que comme une consécration venant parachever une carrière. Ensuite, les quelques 10000 euros reçus par les lauréats sont loin du million de dollar que se partagent les Nobels. Enfin, la distinction n’est décernée que tous les 4 ans, lors du Congrès international des mathématiciens. Cette année, c’est à Séoul qu’ont été récompensés Manjul Bhargava, Martin Hairer, Artur Avila et Maryam Mirzakhani. Cette dernière est la première femme à être nommée. Ils ont été honorés pour leurs contributions respectives à la théorie des nombres, à la théorie des équations aux dérivées partielles stochastiques, à la théorie des systèmes dynamiques, et à la dynamique et la géométrie des surfaces de Riemann et de leurs espaces de modules. Rien que ça. Si vous n’avez pas compris cette avant-dernière phrase, rassurez-vous, c’est normal. Si vous êtes motivés, voici les liens vers quatre articles rédigés par le mathématicien Etienne Ghys sur les travaux des lauréats (1, 2, 3, 4 ). Vous avez quatre ans pour comprendre, jusqu’aux prochaines médailles Fields.

Transdifférenciation–De la cellule rectale au neurone. Une ascension sociale rêvée pour toute cellule qui rêve de gloire. Plus qu’un rêve, ces changements d’identités (les chercheurs disent « transdifférenciation ») sont réalité dans la nature. Par exemple chez Caenorhabditis elegans, un petit ver. Les scientifiques ont étudié les processus par lesquels une cellule du rectum du ver devient un neurone moteur. Marie-Charlotte Morin, qui a fait sa thèse à l’Université de Strasbourg sur ce sujet, en parle beaucoup mieux que moi. Elle a d’ailleurs remporté la finale française du concours de vulgarisation « Ma thèse en 180 secondes » avec sa présentation nonchalamment intitulée « le rôle des protéines lin-15A et rétinoblastome dans la reprogrammation cellulaire directe in vivo chez C.elegans ». Jugez vous-mêmes :

L’équipe vient de publier un article à ce propos dans le magazine Science et le CNRS d’en est fait l’écho dans un communiqué. Marie-Charlotte participera à la finale internationale de « Ma thèse en 180 secondes » le 25 septembre à Montréal.

Chaudière solaire–Les neutrinos « pp », particules élémentaires produites lors des réactions nucléaires au cœur du Soleil, ont directement été observés pour la première fois. Contrairement à l’énergie produite lors de ces réactions, qui met plus de 1000 ans à traverser l’intérieur dense de notre étoile avant de nous parvenir sous forme de photons, les neutrinos n’interagissent quasiment pas avec leur environnement et traversent le Soleil sans encombre pour atteindre la Terre seulement 8 minutes après leur création. Cette « furtivité » explique pourquoi ils sont si difficiles à détecter. En tous cas, leur étude montre que le fonctionnement de la machine à fusion solaire n’a pas changé depuis 100 000 ans et devrait continuer sans encombre pendant une durée au moins équivalente. Sacrée garantie pour une chaudière.

Transparence intégrale— Un procédé permet de rendre, post mortem, des souris complètement transparentes. Il s’agit d’un gel qui élimine les lipides, qui rendent d’habitude les tissus et les organes opaques. Toute application sur les comptes bancaires hébergés dans les paradis fiscaux est pour l’instant exclue.

Botanique–Les plantes ont des oreilles. Du moins certaines d’entre elles, comme l’arabette des dames, seraient capables de capter les vibrations sonores émises par le machouillage d’une chenille et de réagir en sécrétant des substances chimiques qui dissuaderaient l’intruse de poursuivre son repas. L’article est paru dans la revue Oecologia.

Joyeux anniversaires–Cet été, on a eu l’occasion de souffler les bougies pour :

-Les 45 ans des premiers hommes sur la Lune. Le 21 juillet 1969 Neil Armstrong et Buzz Aldrin mettaient le pied sur le satellite naturel de la Terre. Mais vous souvenez vous du troisième homme, resté dans le mobile en orbite autour de la Lune ? Pour vous replonger dans l’ambiance de l’époque, le documentaire Moonwalk One vous attend.

-Les 10 ans de la sonde Cassini, dont on ne compte plus les résultats et les observations de Saturne notamment, comme le rappelle ici Francis Rocard.

 

Ma dose de science #7

Au programme : cosmos simulé, sexualité inversée, alphabet génétique et syndrome du savant

Crédit : Illustris

Simulation de l’univers. Crédit : Illustris

Cosmos simulé – Étudier l’univers dans sa globalité. C’est l’objet, démesuré et fascinant, de la cosmologie. Mais comment faire de la science lorsqu’on qu’on ne peut pas faire d’expérience sur son sujet d’étude ? Contrairement aux biologistes, le cosmologiste ne peut pas élever des univers-cobayes en laboratoire pour tester ses idées, ni générer de nouveaux univers dans les tuyauteries d’une grande machine comme le font les physiciens avec les grains de matière subatomiques dans les accélérateurs de particules. Alors le cosmologiste simule. Il crée un univers par ordinateur.
Après plusieurs centaines de milliers de lignes de codes informatiques, et quelques millions d’heures de calculs, les parcelles de gaz et de matière noire numériquement semées évoluent sous l’effet des lois de la physique pour former la trame cosmique dans toute sa complexité. La dernière simulation menée par Mark Vogelsberger et ses collègues du MIT offre un panorama de l’univers sur une vaste échelle de distances, depuis la diversité des galaxies individuelles, spiralées ou elliptiques, jusqu’au super-amas de galaxies interconnectés par des filaments de gaz.
L’histoire commence 12 millions d’années après le Big Bang et se déroule sur 13 milliards d’années, c’est-à-dire jusqu’à nos jours. La matière noire s’assemble sous l’effet de la gravité, tissant une toile cosmique invisible aux nœuds de laquelle la matière s’agrège en galaxies. Dans les nuages de gaz froid se forment les étoiles tandis que les régions les plus chaudes autour des trous noirs sont le siège d’explosions où les éléments les plus lourds, comme l’oxygène et le fer, se disséminent dans l’espace. Et le résultat colle plutôt bien avec ce que les astrophysiciens observent dans leurs télescopes, pour la distribution des différents types de galaxies, et pour l’abondance des différents éléments chimiques par exemple.
Bien sûr, préciserait le cosmologiste, tout l’univers n’est pas simulé (on ne sait pas vraiment ce que l’expression « tout l’univers » veut dire), mais seulement un cube d’environ 320 millions d’années-lumière de côté. Bien sûr, la modélisation n’est pas assez fine pour observer les étoiles individuellement, ni les systèmes planétaires. Et bien sûr, il y a deux ou trois choses sur lesquelles la simulation ne s’accorde pas avec la réalité (genre les galaxies peu massives qui apparaissent trop rapidement). Bref, le cosmologiste est un démiurge modeste. Mais la vision que cette simulation offre reste à l’image de son objet, l’univers : démesurée, fascinante…et scientifique.

La simulation de l’équipe du MIT en vidéo :

En savoir plus :

Un article de Guillaume Canat sur le blog du Monde et l’article paru dans la revue Nature


Sexualité inversée – N’en déplaise aux partisans d’un « ordre naturel », les relations entre individus dans les différentes espèces animales sont parfois complètement sens dessus dessous. Ainsi, chez plusieurs espèces de Neotrogla, un petit insecte ailé, c’est la femelle qui possède un pénis et le mâle un vagin. Les entomologistes supposent que le manque de nourriture dans les grottes où vivent ces insectes est la cause de cette curiosité de l’évolution. Dans certaines espèces, le mâle offre à la femelle un « cadeau nuptial » composé avec leur semence, très nutritive. Mais les mâles Neotrogla ne semblent pas aussi prévenant. Madame prend donc les devant, chevauche Monsieur, et le pénètre jusqu’à la cavité qui contient la précieuse liqueur. Le rodéo gastronomico-érotico-sado-maso (oui, l’organe femelle est dotée d’épines-crochets pour maintenir le mâle bien ancré) dure entre 40 et 70 heures ! Les scientifiques tentent désormais d’élever ces insectes en laboratoire pour les étudier plus en détail ces pratiques renversées et renversantes qui se déroulent chez ces bestioles …brésiliennes. Ça ne s’invente pas.

En savoir plus :

L’article paru dans la revue Current Biology


Alphabet génétique – A-C-G-T. Vous connaissez peut-être ces 4 lettres dont les combinaisons par paires AT et CG forment les barreaux de la double hélice des brins d’ADN. La suite de ces lettres forme des gènes, d’après un code qui coordonne la fabrication de protéines nécessaires au fonctionnement des organismes vivants. L’alphabet contient désormais deux lettres supplémentaires, artificielles. Cette nouvelle paire de base, d5SICS et dNaM, n’était pas inconnue des chercheurs, mais une équipe américaine a réussi à les implanter dans une bactérie Escherichia coli, qui les a tolérées. Il ne s’agit pas encore d’adoption d’un nouveau code génétique par l’organisme, qui servirait par exemple à contrôler l’expression des gènes ou la fabrication de nouvelles protéines. Autrement dit, l’organisme ne sait pas encore « lire » ces nouvelles lettres. Mais c’est une avancée significative dont les potentialités, pour la médecine par exemple sont encore floues.

En savoir plus :

Un article sur lemonde.fr et l’article paru dans la revue Nature


Coup de génie –  2002, Tacoma, Etat de Washington, USA. A 31 ans, Jason Padgett vient d’abandonner ses études, qui ne l’intéressent pas. Son truc, c’est plutôt les bières, la musculation et les sorties avec les potes. Bref, le parfait « crétin », selon l’expression de … Jason Padgett lui-même. Car sa vie bascule le 13 septembre, lorsqu’il est agressé et mis KO après un karaoké. Transporté à l’hôpital, il est rapidement renvoyé chez lui. Mais quelque chose a changé. Dès lors, il perçoit la structure géométrique de tout ce qu’il observe, jusque dans les moindres détails. Chaque mouvement lui apparait décomposé, comme un film visionné image par image, mais en mille fois plus haché. Désormais, Jason Padgett voit le monde comme une fractale. Et il le dessine. Les médecins restent pantois devant ce phénomène, certains parlent de « syndrome du savant », observé chez certains autistes ou acquis après une lésion cérébrale. Moins de 20 cas ont été repérés dans le monde, tous ont développé des compétences extraordinaires dans un domaine. Comment ? Mystère. Le cerveau de Jason Padgett aurait développé de nouvelles connexions pour compenser son traumatisme, augmentant ces perceptions géométriques. Depuis, il a repris des études en mathématiques, avec succès. Un coup de tête change parfois beaucoup de choses.

En savoir plus :

Jason Padgett vient de publier un livre dans lequel il raconte son histoire et un article en français

Ma dose de science #3

Après un temps d’absence, les doses de science font leur retour sous une nouvelle peau. Voici ma revue de presse en forme de petit concentré éclectique et subjectif des informations de la semaine.

La sonde Rosetta, vue d'artiste

La sonde Rosetta, vue d’artiste

Espace  La sonde Rosetta s’est réveillée lundi 20 janvier à 800 millions de km de la Terre. A 11h heure française, le réveil intégré a activé le vaisseau. Celui-ci s’est progressivement réchauffé avant d’envoyer vers la Terre un signal, qui a mis un peu de temps à arriver, jouant avec les nerfs des scientifiques. La destination de Rosetta : la comète 67P Churyumov-Gerasimenko. En mai, les premières images du noyau de glace devraient nous parvenir, en août, Rosetta se laissera capturer par la gravitation de l’astre et enfin en septembre, le petit atterrisseur Philae se détachera pour venir se poser sur la comète. Bref, c’est un vrai feuilleton qui va rythmer l’année 2014. Restez éveillés jusqu’au prochain épisode.

Tiques momifiés  On apprenait la semaine dernière la découverte de la tombe d’un nouveau pharaon en Egypte (voir ici).  Mais le monde de l’égyptologie ne manquera pas de se délecter de cet article de la revue Parasites & Vectors qui fait le point sur le mystère des tiques retrouvés sur des momies de chiens datant de plus de 2000 ans. On peut dire qu’ils sont coriaces.

Acoustique  112 secondes. Voilà la durée du plus long écho de monde. Il vient d’être enregistré dans une galerie souterraine écossaise. Le précédent record datait de 1970 et était de 15 secondes, déjà en Écosse. A croire qu’il y a un véritable programme de recherche sur le sujet là-bas. L’histoire complète est à lire ici (en anglais).

Nouveau dauphin  Les scientifiques connaissaient deux espèces de dauphins des rivières en Amazonie. Ils viennent d’en identifier une troisième, Inia araguaiaensis. Cette découverte rappelle celle d’une nouvelle espèce de dauphin à bosse annoncée en Australie fin 2013. Comme les dauphins à bosse, les dauphins des rivières sont méconnus et menacés par la destruction de leur habitat.

Balance microscopique  Un milliardième de milliardième de gramme. Cela s’appelle un attogramme, et c’est la précision d’une balance développée par des chercheurs du MIT. Elle permet de peser des nanoparticules en solution, des cellules et pourquoi pas des virus.

Fukushima, an III  Un très beau reportage illustré et animé comme un carnet de voyage repart à la rencontre des japonais qui ont subi la catastrophe du 11 mars 2011. A lire sur le site du Monde.

Antimatière  Imaginez un électron. Sa charge électrique est négative. Imaginez la même particule avec une charge positive : c’est un anti-électron, aussi appelé positron. L’antimatière est l’alter-ego de la matière que nous connaissons, mais avec une charge électrique opposée. Quand les deux se rencontrent, elles s’annihilent dans un éclair d’énergie. Mais pourquoi est-ce la matière qui prédomine dans l’univers et pas l’antimatière ?  Les physiciens butent sur ce problème. Une équipe du CERN est désormais capable de produire des faisceaux d’antihydrogène, soit l’association d’un anti-électron et d’un anti-proton. Ils espèrent pouvoir bientôt faire des expériences afin de tenter de lever une partie du mystère. Et si vous vous demandez toujours à quoi ça sert, voilà la meilleure réponse que j’ai à vous donner :

Antimatière

Plus de 1000 exoplanètes au compteur !

Vue d'artiste d'une exoplanète (crédit : Nasa)

Vue d’artiste d’une exoplanète (crédit : Nasa)

Ça y est ! La barre des 1000 mondes découverts à l’extérieur du système solaire vient d’être franchie. Du moins si on en croît le décompte de ce catalogue tenu par un chercheur de l’Observatoire de Paris. Ce palier est bien sûr symbolique, car il y a sans doute quelques « fausses alarmes » qui se révèleront ne pas être des planètes et surtout parce que les données du satellite Kepler fournissent quelques milliers d’autres candidates dont l’existence ne demande qu’à être confirmée. Aujourd’hui, la découverte d’une exoplanète ne fait plus la Une des journaux. Elles sont d’ailleurs souvent annoncées par  « grappes » de 5 ou 10. Mais il y a seulement une vingtaine d’années, le système solaire, avec ses planètes, était encore une exception dans l’univers.

51 de Pégase b lance la traque

Au début des années 1990, la quête des exoplanètes n’est pas un sujet de recherche nouveau. Plusieurs chercheurs avaient fait des annonces auparavant, en s’appuyant notamment sur l’astrométrie, une technique qui consiste à mesurer précisément la position d’une étoile et à déceler d’éventuelles perturbations dues à une planète Mais ces découvertes étaient entachées d’erreurs, et les scientifiques avaient dû se rétracter.  En effet, les scientifiques ne cherchent pas à voir directement une planète extrasolaire avec leur télescope : ce serait comme chercher à distinguer la lueur d’une bougie (la planète) à côté de celle d’un phare (l’étoile). Il y a bien sûr de nos jours des exceptions

Plutôt que de mesurer la position des étoiles, les chercheurs  peuvent également mesurer les variations de leur vitesse. Comment ? En observant la fréquence de la lumière de l’étoile, ou, pour le dire vite, sa couleur. Vous avez sans doute déjà entendu la sirène d’un camion de pompier : quand il s’approche de vous, le son semble devenir de plus en plus aigu (sa fréquence augmente), puis il s’éloigne et la sirène devient plus grave (sa fréquence diminue). C’est pareil pour la lumière qui nous parvient d’une étoile : lorsqu’elle se déplace vers la Terre, nous voyons la fréquence de sa lumière augmenter (c’est-à-dire que nous voyons sa couleur « bleuir ») et quand elle s’éloigne, sa couleur « rougit ». Ce phénomène s’appelle l’effet Doppler, et vous pouvez en apprendre plus ici. Evidemment, cette variation est très faible et nécessite un instrument spécial couplé à un télescope : un spectrographe.

Au tournant 1994-1995, c’est avec un spectrographe nommé Elodie que les astronomes suisses Michel Mayor et Didier Queloz scrutent la voûte céleste, et en particulier, 142 étoiles. Parmi ces astres, un attire leur attention. Il s’agit de la 51e étoile de la constellation de Pégase. Il semble que les  infimes variations de sa vitesse soient dues à la présence d’une planète à ses côtés. Mais voilà, ce serait une planète géante tellement proche de l’étoile que sa révolution ne durerait que 4,2 jours ! Alors les astronomes hésitent. Un article théorique ne vient-il pas d’être publié au début de l’année 1995 qui affirme que des planètes géantes ne peuvent tourner que loin de leur étoile, comme Jupiter qui orbite en 11 ans autour du Soleil ? En juillet 1995, un an après les premiers signes de la présence de la planète,  Michel Mayor et Didier Queloz refont une nouvelle fois leur mesure : le signal est toujours là, avec la même périodicité.  Les tergiversations ne sont plus de mise et le 6 octobre, dans la revue Nature, ils annoncent la découverte de 51 de pégase b, officieusement appelée Bellerophon, tel le dompteur mythologique de Pégase.

Leurs principaux concurrents, les américains Geoffrey Marcy et Paul Butler en perdent leurs lunettes : eux ne cherchaient pas si près de l’étoile ! Quelques mois plus tard, ils confirment la découverte de Mayor et Queloz et apportent en plus deux nouvelles planètes du même acabit. Le compteur à exoplanète est débloqué.

Des mondes divers et exotiques

Depuis la chasse est ouverte. Soit avec la mesure des vitesses soit grâce à d’autres méthodes comme le transit ou l’effet de microlentille gravitationnelle. Ou encore avec des satellites comme Kepler, malheureusement tombé en panne.  Les « Jupiter chaudes » comme 51 de pégase b ont d’abord été les plus nombreuses à tomber dans les filets des astrophysiciens. Ce sont les plus grosses et les plus proches de leur étoile, donc celles qui produisent les effets les plus facilement observables. Mais il y a aussi des « Neptunes chaudes », comme Mu Ara c, à mi-chemin entre une géante gazeuse et une planète tellurique comme la Terre. Puis des « super-Terres », qui font jusqu’à dix fois la masse de notre planète.  Des mondes complètement exotiques aussi : il existe des planètes errant au milieu de nulle part comme PSO J318.5-22, quelques unes avec plusieurs soleils comme PH1, d’autres où il pleuvrait du verre comme HD 189733b, et même certaines autour de pulsar, comme celle découverte par Dale Frail et Aleksander Wolszczan en 1992 (avant même Michel Mayor).

En 20 ans, les planètes du système solaire sont donc passées du statut d’îlots perdus dans l’océan étoilé à celui de membre quelconque d’un archipel immense, mais dont aucune partie ne ressemble à une autre !

La distance qui nous sépare de ces mondes va de quelques années lumière (la plus proche serait Alpha Centauri Bb, dont l’existence reste à confirmer) à plusieurs dizaines d’années lumière. Néanmoins, les exoplanètes que l’on connaît pour l’instant sont nos voisines. Or il y aurait quelque 200 milliards d’étoiles dans la Voie lactée et  au moins autant de galaxies dans l’univers. De quoi donner le vertige sur le nombre de planètes potentiellement habitables. Alors pourquoi pas la vie ailleurs ? La quête ne fait que commencer…

Pour aller plus loin :

Le buzz des origines de la vie sur Terre

Mars : origine de la vie terrestre ? Crédit : Nasa

Mars : origine de la vie terrestre ? Crédit : Nasa

D’où venons-nous ? Voilà une des questions phares de la science que l’on peut qualifier d’existentielle. Ou d’ontologique si on se la joue philosophe. Ou d’égocentrique par mauvais esprit.  Elle exerce en tous cas une fascination telle qu’une annonce de percée dans ce domaine attire les médias , y compris ceux qui d’ordinaire excluent les sciences de leurs pages « culture ». Un buzz pour le meilleur, et quelques fois pour le pire. Je vous propose aujourd’hui trois annonces scientifiques récentes qui se penchent sur l’origine de la vie sur Terre. Toutes avancent une explication extraterrestre.

Sommes-nous des martiens ?

Celle qui a fait le plus de bruit est due à Steven Benner en marge de la conférence Goldschmidt, un colloque international de géochimie qui s’est déroulé fin août à Florence.  Chercheur à l’institut Weistheimer, dont il est lui-même le fondateur, Steven Benner déclare que la vie sur Terre provient…de Mars. Selon lui, deux constituants ont joué un rôle essentiel dans la fabrication des briques élémentaires de la vie : le bore et le molybdène. Sous une forme très oxydée, ces métaux serviraient de catalyseurs, c’est-à-dire d’accélérateurs sur la route qui conduit des molécules carbonées à la vie. Or, d’après Benner, les conditions sur Terre il y a 4 milliards d’années étaient très peu favorables à la présence de bore et de molybdène oxydés à cause du manque d’oxygène. Mais à l’époque, Mars devait être l’Eden du système solaire, avec de l’eau en abondance, de l’oxygène, et même des continents. Ces métaux indispensables à la vie, et pourquoi  pas la vie elle-même, auraient fait le voyage jusqu’à la Terre par une météorite qui aurait été éjectée de Mars par un gros impact.

Le buzz qui a suivi cette annonce fut plus qu’appréciable. L’info a été reprise par la quasi-totalité des médias généralistes (exemple), avec presque partout la même coquille sur le nom du chercheur (Brenner au lieu de Benner) que dans la dépêche de départ. Il y aurait beaucoup à déplorer sur ce mimétisme grégaire et sa fâcheuse tendance à court-circuiter l’esprit critique des journalistes…

Une hypothèse très…hypothétique

Selon Hervé Cottin, astrochimiste à l’Université Paris XII, interrogé par Le Figaro sur l’annonce de Benner, « l’idée d’invoquer Mars, sur laquelle on n’a toujours pas trouvé de vie, pour comprendre un processus qui a dû se dérouler sur Terre me paraît juste déplacer le problème ».  Interviewé par Sciences et Avenir, Eric Lewin, chercheur à l’Université Joseph Fourier de Grenoble, va plus loin : « Aucune observation n’indique que lorsque la vie est apparue sur Terre, c’est-à-dire il y a 3,7 à 3,9 milliards d’années, l’atmosphère de Mars était suffisamment riche en oxygène pour que de l’oxyde de molybdène puisse s’y former ». Enfin, toujours dans Le Figaro, Louis d’Hendecourt, de l’Institut d’astrophysique spatiale d’Orsay renchérit : «On n’a aucune certitude sur ce que pouvaient être les conditions sur Terre il y a 4 milliards d’années, à une époque dont il ne nous reste aucune trace géologique.»

Les météorites, les comètes et la vie

Pour autant, la vie n’est peut-être pas une affaire interne à notre planète. L’hypothèse d’un ensemencement extraterrestre n’est ni nouvelle ni loufoque. De nombreuses météorites ont heurté et heurtent encore la Terre. Au printemps dernier, les médias ont retransmis les vidéos amateurs de ce bolide zébrant le ciel de la ville russe de Tcheliabinsk avant de terminer sa course dans un lac. C’est une météorite similaire tombée le 22 avril 2012, non loin de Sutter’s Mill en Californie,  que des scientifiques de l’Université d’Arizona ont étudiée. Dans un article qui vient de paraître dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences, ils révèlent avoir soumis des fragments météoritiques à des conditions proches de celles des sources d’eau chaude près des volcans ou au fond des océans.  Concrètement, ils les ont enfournés dans un milieu où la température et la pression étaient très fortes pendant six jours. A leur grande surprise, ils ont ensuite détecté des molécules organiques, c’est-à-dire des molécules qui contiennent au moins un atome de carbone lié à un atome d’hydrogène, qui n’avaient jamais été observées dans de telles météorites. En particulier, ils ont trouvé des polyéthers, qui sont de longues chaînes faites notamment de carbone et d’oxygène, capables de former des petits échafaudages moléculaires en forme de bulles. Ceux-ci pourraient piéger en leur sein d’autres molécules et être de plausibles précurseurs des membranes cellulaires.

La comète Hartley 2. Crédit : Nasa.

La comète Hartley 2. Crédit : Nasa.

Une autre étude scientifique s’intéresse aux comètes. On savait que certaines de ces boules de glaces et de poussières contenaient des acides aminés, ces molécules qui composent toutes les protéines. Mais des chercheurs viennent de montrer que leur collision avec un autre astre provoque la formation de ces briques élémentaires. Pour arriver à cette conclusion, ils ont d’abord fabriqué une comète-cobaye. Leur article, publié le 15 septembre dans Nature Geoscience, donne la recette : prenez du dioxyde de carbone, une dose d’ammoniac et du méthanol pour finir. Puis, tirez sur cette cible une balle d’acier à quelque 7,15 kilomètres par seconde pour simuler l’impact. La haute pression et la forte température qui en résulte engendrent la réorganisation des molécules de la comète. Vous pouvez ainsi obtenir des acides aminés, par exemple de l’alanine. Même plus besoin de conditions favorables à la vie sur la planète d’accueil !

Les météorites et les comètes sont-elles les cigognes intersidérales qui amènent la vie sur les planètes ? Rien n’est moins sûr, le gros morceau reste de comprendre le passage de molécules complexes comme les acides aminés à des molécules capables de se multiplier rapidement à l’identique, comme les molécules d’ARN, présentes chez tous les êtres vivants. La réponse attendra donc. Dommage, ça m’aurait fait un joli buzz.