De nombreuses études, en particulier, celle intitulée «MAVEN observations of the response of Mars to an interplanetary coronal mass ejection» publiée dans la revue Science, viennent de donner une première vue de la richesse des découvertes, déjà obtenues et à venir, du fait de la mission de la NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution Mission).

Rappelons tout d'abord que la mission MAVEN, qui «a fêté récemment sa première année en orbite autour de Mars» (la sonde est en orbite autour de la planète rouge depuis le 22 septembre 2014), est «spécifiquement dédiée à la caractérisation de l'érosion de l'atmosphère martienne par son interaction avec notre étoile» du fait qu'on a de bonnes raisons de penser que Mars a «pu perdre l'essentiel de son atmosphère vers l'espace (et notamment de l'eau) au cours de son histoire».

Les premiers résultats sont publiés en plus de 50 articles scientifiques dans les revues Geophysical Research Letters et Science. Parmi les articles publiés dans Science, on peut citer en particulier celui intitulé «Early MAVEN Deep Dip campaign reveals thermosphere and ionosphere variability», et également celui intitulé «Discovery of diffuse auroras on Mars».

C'est après plusieurs campagnes de 'deep-dip' (plongée atmosphérique) jusqu'à environ 120 kilomètres de la surface, effectués au cours de l'année 2015, que les instruments embarqués à bord de la sonde MAVEN ont permis essentiellement de «déterminer les raisons de l'échappement de l'atmosphère martienne dans l'espace, et donc l'un des facteurs clés de la transition d'une planète potentiellement habitable vers un environnement inhospitalier».

Il est ainsi apparu «que le vent solaire a pour effet d'expulser le gaz atmosphérique à un rythme voisin de 100 grammes par seconde», l'échappement de gaz se produisant «principalement à l'intersection entre la haute atmosphère martienne et la queue magnétique produite par l’interaction de cette dernière avec le vent solaire (~75%), de façon moindre au niveau des pôles (~25%) et du nuage de gaz entourant la planète».

De plus, il a été constaté que «le taux d'érosion atmosphérique augmente significativement (peut-être d'un facteur 10) lors des tempêtes solaires, suggérant qu'il fut bien plus élevé par le passé, lorsque le Soleil était plus jeune et bien plus actif».

En conséquence,«il ne fait guère plus de doute que la planète Mars était jadis dotée d'une atmosphère suffisamment dense et chaude pour garantir la présence d'eau liquide en surface, voire abriter certaines formes de vie, et que cet échappement atmosphérique induit par le vent solaire a eu un impact majeur sur l'évolution du climat martien vers le stade froid et aride que nous lui connaissons aujourd'hui».

Une étude, dont les résultats intitulés «Extension of the N = 40 Island of Inversion towards N = 50: Spectroscopy of 66Cr, 70,72Fe» ont été publiés dans la revue Physical Review Letters, a permis, grâce à la conception d'une expérience pour étudier des noyaux atomiques parmi les plus instables qui existent, d'avancer dans la compréhension des manifestations de l'interaction forte, qui régit le comportement de la matière au sein des noyaux atomiques.

Rappelons tout d'abord que «quatre forces fondamentales régissent notre monde visible: la gravitation, l’interaction électromagnétique, l’interaction faible, responsable de la radioactivité, et l’interaction forte au cœur de la matière». Dérivée de l’interaction forte, la force nucléaire, qui «lie les nucléons (protons et neutrons) entre eux au sein du noyau des atomes», est «à l’origine de phénomènes quantiques complexes et de la fabrication des atomes, des plus légers aux plus lourds, dans les étoiles».

Certains noyaux, appelés ‘noyaux magiques’ sont particulièrement stables par rapport aux autres pour des nombres spécifiques de neutrons et protons. Afin de «comprendre les mécanismes responsables de cette stabilité relative» et de réaliser «une description universelle des noyaux», un instrument scientifique, le système Minos, «a été construit pour effectuer la spectroscopie des noyaux instables, c’est-à-dire mesurer leurs niveaux d’énergie».

Depuis 2014, il opère «auprès de l’accélérateur Radioactive Isotope Beam Factory (RIBF) de l’institut de recherche japonais Nishina Center de Riken, la machine la plus performante au monde pour produire des noyaux riches en neutrons et observer des noyaux qui n’avaient encore jamais été étudiés».

Au terme de cinq ans de développement technique, «la toute première expérience a permis d’étudier les noyaux de chrome et de fer les plus riches en neutrons accessibles à ce jour». Ces mesures «questionnent le caractère magique de N=50 (nombre de neutrons) pour les noyaux riches en neutrons de cette région».

Ainsi, Minos devrait a terme contribuer «à élucider les mystères des nombres magiques pour les noyaux instables et à améliorer notre compréhension et modélisation du noyau atomique».

Une étude, dont les résultats intitulés «Hyperfine structure of the cyanomethyl radical (CH₂CN) in the L1544 prestellar core» ont été publiés dans la revue Astronomy & astrophysics, a permis, grâce à un relevé spectral effectué par le télescope de 30 mètres de diamètre de l’IRAM, de détecter, pour la première fois, les structures fine et hyperfine des formes ortho et para du radical cyanomethyl (CH2CN) dans le cœur L1544.

Le cœur L1544, situé dans la région du Taureau à environ 450 années lumières de la Terre et considéré comme un prototype de cœurs préstellaires (étapes avant l'effondrement gravitationnel et «la formation d’une proto-étoile de type solaire»), a été analysé dans le cadre du 'Large Program' ASAI (Astrochemical Surveys at IRAM). 

L'ensemble de ces travaux a permis de découvrir «un grand nombre de molécules complexes, comprenant des espèces organiques (COMs: Complex Organic Molecules) oxygénées», en particulier, «les espèces monoxyde de tricarbon (C₃O), méthanol (CH₃OH), acetalhehyde (CH₃CHO), acide formic (HCOOH), ketene (H₂CCO) et propyne (CH₃CCH)» avec «des abondances entre 5 10^-11 et 5 10^-9».

Les abondances de méthanol pourraient découler d'une photo-désorption non thermique dans la couche externe des «glaces dans lesquelles se forment le méthanol» où les photons FUV peuvent pénétrer, car «les modèles de chimie semblent confirmer que la désorption de petites quantités de methanol et d’ethene (C2H4)» suffisent à expliquer la présence de COMs «tout comme celle de l’eau, issue de la photo-désorption non thermique».

En outre, alors qu'un profil complexe à ~101 GHz a été détecté, profil suspecté «d’être la structure hyperfine du radical cyanomethyl (CH2CN)», l'étude ici présentée, à la suite à des calculs spectroscopiques, a «montré la première détection de la structure fine et hyperfine des formes ortho et para de cette espèce dans le cœur L1544».

Au vu de ce relevé ASAI non-biaisé, révélant «un contenu organique très riche pour le cœur L1544», «il est tentant de prédire que la chimie prébiotique est initiée dans les premières étapes de formation stellaire», en soulignant qu'il est tout de même très difficile d'envisager tous les processus chimiques permettant de synthétiser les molécules complexes au cours de la formation d’une proto-étoile de type solaire.

Une étude, dont les résultats intitulés «COULD JUPITER OR SATURN HAVE EJECTED A FIFTH GIANT PLANET?» ont été publiés dans la revue The Astrophysical Journal, a permis de montrer que Saturne ne peut pas avoir été responsable de l'éjection d'une éventuelle cinquième planète gazeuse qui aurait été en orbite autour du Soleil.

Rappelons tout d'abord que «les éjections se produisent à la suite d’un rapprochement planétaire quand un des deux objets accélère si vite qu’il peut s’affranchir de l’attraction gravitationnelle du Soleil».

Une étude récente a ainsi évoqué l'existence d'une cinquième planète géante qui pourrait expliquer la présence du noyau de la ceinture de Kuiper, cette planète géante ayant pu être éjectée hors du système solaire.

L'éjection de planètes hors de systèmes planétaires est un évènement qui n'a rien d'exceptionnel, puisque, dans la Voie Lactée, plusieurs astres ont déjà été identifiés «flottant sans attache», ce qui fait dire à certains que ces planètes solitaires «pourraient être deux fois plus nombreuses que les étoiles».

Afin de chercher qui de Jupiter ou de Saturne aurait pu être responsable de l'éjection de l'éventuelle cinquième planète géante, l'étude ici présentée a effectué des simulations concernant l’orbite de Callisto, une des lunes de Jupiter et celle de Japet, une lune de Saturne, en partant de l'hypothèse «qu’une éjection de planète est un événement ayant dû provoquer des perturbations significatives de l’orbite» de l'une d'entre elles.

Il est ainsi apparu «que si Saturne était responsable de l’éjection de la cinquième planète, l’orbite de Japet aurait été trop perturbée» et que cette lune n'aurait plus pu «tourner aussi régulièrement autour de Saturne», tandis que l'orbite de Callisto reste compatible avec le fait que Jupiter aurait pu éjecter la cinquième planète géante.

Cette étude, sans prouver l'existence de cette cinquième planète, apporte néanmoins une contribution non négligeable pour retrouver le scénario qui aurait pu conduire à son éjection hors du système solaire.

Une étude, dont les résultats intitulés «Miocene small-bodied ape from Eurasia sheds light on hominoid evolution» ont été publiés dans la revue Science, a permis de décrire, à partir de restes fossilisés extraits en 2011 d'une couche de sédiments du site d’Abocador de Can Mata (Catalogne) datés de 11,6 millions d’années, une nouvelle espèce de singe ancestral, baptisée Pliobates cataloniae, dont la morphologie conduit à revoir le portrait de l’ancêtre commun des singes sans queue.

Rappelons tout d'abord que les hominoïdes appartiennent à un groupe de primates regroupant les singes sans queue» qui s’est divisé, il y à 15 à 20 millions d’années, en deux familles: d'une part, «celle des hylobatidés, des petits singes comme les gibbons ou les siamangs» et, d'autre part, «celle des grands singes, les hominidés contenant les gorilles, les orangs-outans, les chimpanzés et les humains».

Alors que, jusqu'ici, on estimait «que leur dernier ancêtre commun devait être un singe de grande taille et que les gibbons sont probablement issus d’une lignée qui a penché vers le nanisme», l'étude ici présentée remet en question cette vision. En effet, Pliobates cataloniae apparaît comme «un petit singe de 4 à 5 kilos doté d’une mosaïque de caractères primitifs et plus évolués».

Plus précisément, son fossile est composé de 70 pièces osseuses dont «une grande partie du crâne, du bras gauche avec les articulations du coude et du poignet intactes». Comme «le crâne était très fragmenté et les os engoncés les uns dans les autres», ils n'ont pas été séparés mais analysés par imagerie scanner.

Le modèle 3D ainsi reconstitué de la tête «révèle des caractéristiques reliant le plioabate aux gibbons» («petit cerveau, dents pointues et petites, et orbites rapprochés») et aussi «d’autres éléments le rapprochant des grands singes». En fait, ce sont «surtout les os du poignet et du coude qui indiquent une mobilité similaire à celle des grands singes».

Grâce à une analyse phylogénétique détaillée de pliobate portant sur 300 caractères, il a été établi «que ce singe est relié aux deux familles et qu’il représente sans doute un descendant direct du dernier ancêtre commun des hylobatidés et des hominidés qui a vécu quelques millions d’années plus tôt». Il est ainsi apparu que le dernier ancêtre commun des hylobatidés et des grands singes devait probablement être petit et «sans doute d’apparence similaire à celle d’un gibbon».

Indiquons pour finir que deux autres nouvelles espèces de primates, datées de 11,5 à 12,5 millions d’années, ont aussi été découvertes à Abocador, dont le site, il y a 10 à 15 millions d’année, était «recouvert d’une forêt parsemée de nombreux points d’eau et bénéficiait d’un climat chaud et humide», autrement dit «un environnement propice pour les hominoïdes comme le pliobate qui pouvait se déplacer d’arbres en arbres à la recherche de fruits, sa principale source de nourriture».