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Une étude, dont les résultats intitulés «Exocometary gas in the HD 181327 debris ring» sont publiés dans la revue MNRAS et disponibles en pdf sur arxiv.org, a permis, grâce au réseau d’antennes ALMA, de détecter indirectement, autour de l'étoile HD 181327, située à 169 années-lumière du Soleil, dans la constellation du Peintre, l’équivalent de la ceinture de Kuiper du système solaire avec des corps dont la composition au niveau des molécules de monoxyde et de dioxyde de carbone est similaire à celle déterminée dans le Système solaire.
Notons tout d'abord que ce n'est pas la première fois qu'ALMA «découvre d’importantes quantités de monoxyde de carbone (CO) sous forme gazeuse dans un disque de débris autour d’une étoile jeune», puisqu'en 2014, il avait fait une telle découverte autour de «la célèbre Bêta Pictoris, la deuxième étoile la plus brillante de la constellation du Peintre», âgée de 20 millions d’années: «son disque protoplanétaire, riche en gaz, qui n’existe plus», a été remplacé par «un disque de poussières et de débris produits par les collisions de petits corps célestes en train de former des planètes».
Il faut, en effet, souligner ici que la détection de la «présence de CO, alors que cette molécule est très instable autour d’une étoile dont le rayonnement va la détruire en une centaine d’années environ», indique qu’il est «continuellement généré par des collisions» d'un «nombre non négligeable de corps glacés».
Cependant, comme «Bêta Pictoris est 1,75 fois plus massive et 8,7 plus lumineuse que notre Soleil» («c'est une étoile de type A6V, c’est-à-dire une étoile blanche de la séquence principale de type spectral A et de classe de luminosité V»), elle est bien différente de notre étoile. Ce n'est plus le cas de HD 181327, âgée de 23 millions d’années, qui est «une étoile de type F6V dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, avec une masse supérieure à celle du Soleil de seulement 30 %», dont le disque de débris est très similaire «à celui qui entourait le Soleil à l’aube de l’histoire du Système solaire».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Decimetre-scale multicellular eukaryotes from the 1.56-billion-year-old Gaoyuzhuang Formation in North China» ont été publiés dans la revue Nature Communications, laisse penser à partir de la description de 167 fossiles datés de 1,56 milliards d'années, que non seulement ces fossiles appartiennent à des organismes multicellulaires, mais en plus que ceux-ci sont très vraisemblablement composés de cellules eucaryotes, alors que, jusqu'ici, «la majorité des études scientifiques font remonter l'apparition des premiers organismes multi-cellulaires eucaryotes entre 635 à 541 millions d'années avant notre ère» (ils «appartiennent à la faune de l'Ediacara»).
Les fossiles en question, dont «les plus grands mesurent jusqu'à 30 centimètres de long et huit de large» ont été retrouvés «à Gaoyuzhuang au nord de la Chine». 53 d'entre eux «présentent des formes régulières» que l'étude «a divisé en quatre morphotypes (des groupes de formes)» distincts: par exemple, l'un est très allongé, en forme de langue, avec des stries longitudinales qui trahissent «une croissance apicale (orientée dans un sens précis, NDLR), ainsi que d'une différenciation cellulaire sommaire».
Notons cependant «qu'un doute demeure quant à la nature eucaryote * ou procaryote ** des cellules composant ces fossiles»: en effet, «l'identification de la nature procaryote ou eucaryote s'effectue essentiellement en étudiant la taille des cellules (les bactéries procaryotes sont souvent bien plus petites (5 à 10 microns) que les cellules eucaryotes (50 à 60 microns)» et en analysant «la manière dont elles ont modifié leur environnement», mais l'article «décrit des cellules d'une taille comprise entre 6 et 18 microns, avec une moyenne autour de 10 et «la diversité des formes des fossiles» n'est pas nette.
Liens externes complémentaires (sources Wikipedia)
** Procaryotes
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Une étude, dont les résultats intitulés «Giraffe genome sequence reveals clues to its unique morphology and physiology» ont été publiés dans la revue Nature Communications, met en évidence des adaptations génétiques qui ont permis à la girafe de développer son anatomie particulière avec son long cou et ses longues jambes.
Pour cela, les génomes de la girafe Masaï et de l’okapi, son proche cousin dans la famille des Giraffidae, qui n’a pour sa part «ni le long cou, ni les longues jambes de la girafe», ont été séquencés. Leurs séquences génétiques sont très proches car les deux espèces «ont divergé d'un ancêtre commun il y a seulement 11 à 12 millions d'années (relativement récemment sur une échelle de temps de l'évolution)». Elles ont ensuite été comparées avec celles d'autres mammifères.
Ces comparaisons ont abouti à la sélection de «70 gènes de la girafe qui suggéraient une adaptation évolutive, comme des modifications de séquences protéiques qui pouvaient changer la fonction de la protéine»: en fait, «plus de la moitié de ces 70 séquences codaient pour des protéines qui contrôlent le développement du squelette, du système cardiovasculaire ou nerveux».
Parmi ces gènes, trois gènes homéotiques fondamentaux (HOXB3, CDX4 et NOTO) ont été identifiés et on peut relever que FGFRL1 «est essentiel au développement normal du squelette et du système cardiovasculaire, chez les humains et les souris». De plus, chez la girafe, «des gènes du métabolisme mitochondrial et du transport des acides gras volatils», qui «pourraient être liés à son régime alimentaire particulier qui comprend des plantes toxiques», ont aussi divergé.
Cette étude, qui met en lumière «les solutions trouvées par la girafe pour adapter sa physiologie à sa taille», peut être utile «au traitement de maladies cardiovasculaires ou aux problèmes d’hypertension chez les humains», car l'anatomie de la girafe est «un véritable défi pour le système cardiovasculaire avec un cœur qui doit envoyer du sang au cerveau, situé 2 m plus haut, ou des vaisseaux qui doivent s’adapter à un changement rapide de pression si la girafe baisse la tête pour boire».
Pour finir, signalons que les populations de girafes («il existe neuf sous-espèces de girafes, dont deux quasiment éteintes») sont menacées, puisque, depuis 2000, elles «ont diminué de 40 % en raison du braconnage et de la perte d'habitat», ce qui laisse penser que «le nombre de girafes dans la nature va tomber en dessous de 10.000 d'ici la fin de ce siècle».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Geophysical controls of chemical disequilibria in Europa» sont publiés dans la revue Geophysical Research Letters, a permis d'estimer que dans l’océan d’eau salée qu’abrite, sous sa croûte glacée, Europe, il y a environ dix fois plus d’oxygène que d’hydrogène, valeur à peu près similaire à celle qui est générée dans les océans terrestres, «mais dans ces deux mondes, l’hydrogène est produit par des mécanismes différents».
En effet, «sur Terre, l’hydrogène est produit en bonne partie par les volcans sous-marins», tandis que, sur Europe, comme «il n’y a pas de volcanisme», la source de l’hydrogène est à rechercher «dans les fissures qui cisaillent le plancher océanique et qui peuvent mesurer jusqu’à 15 kilomètres de profondeur». Plus précisément, «au fur et à mesure qu’Europe refroidit, de nouvelles anfractuosités s’ouvrent» et l’eau qui s’y engouffre produit «au contact des roches, une réaction appelée serpentinisation» de sorte que «les minéraux hydratés dégagent de l’hydrogène et du méthane».
Ce mécanisme fournit «une énorme quantité d’hydrogène» qui «équilibre la production d’oxygène dans un rapport comparable à celui des océans terrestres». Pour sa part, la source de cet oxygène se trouve à la surface où les rayonnements de Jupiter sur la glace de surface «scindent les molécules d’eau» et forment «les atomes d’oxygène qui diffusent ensuite dans l’eau».
Ce processus qui fait que l'hydrogène équilibre l'oxygène qui, sinon serait présent en excès et «annihilerait tout espoir de vie», suggère «que l’océan sub-glaciaire d’Europe semble propice au développement de la vie telle qu’on la connaît sur Terre». Pour pouvoir en dire plus, d'autres évaluations «sont en cours pour estimer la quantité de carbone, d'azote, de phosphore et de soufre», mais en définitive «seule une mission avec un atterrissage sur Europe permettra de savoir si effectivement de la vie a pu s’y développer».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Continuous Cold-Atom Inertial Sensor with 1 nrad/sec Rotation Stability» ont été publiés dans la revue Physical Review Letters, révèle une méthode permettant de dépasser, grâce à une astuce, la limite technologique qui fait que les mesures pratiquées sur les nuages d’atomes froids sont discontinues. Cette technique ouvre des possibilités nouvelles en géoscience et en physique fondamentale, car, par exemple, elle a pu améliorer d’un facteur trente les performances des gyromètres à atomes froids.
Rappelons tout d'abord qu'un gyromètre «est un capteur de rotation essentiel dans de nombreuses applications, telle que la navigation». Aujourd'hui, les instruments les plus précis «sont fondés sur des interférences entre ondes lumineuses se propageant en sens inverse dans un circuit optique, comme un enroulement de fibre optique par exemple». Le principe du dispositif est que, lorsqu'il se trouve en rotation, «une onde acquiert un retard par rapport à l’autre, ce qui conduit à une variation du signal lumineux proportionnel à la vitesse de rotation».
De plus, comme «il est possible de concevoir des dispositifs utilisant des interférences entre ondes de matière (électron, neutron, atome, etc.), plutôt que des interférences d’ondes lumineuses (photon)», car la sensibilité de ce type de gyromètres augmente «avec l’énergie de la particule mise en jeu», il apparaît que «les interféromètres à atomes ont un potentiel de sensibilité de plusieurs ordres de grandeur plus élevé que les interféromètres à photons». Il en résulte que «les interféromètres à atomes froids, où les atomes sont ralentis à quelques cm/s», représentent «une voie prometteuse pour des capteurs de très grande sensibilité».
Cependant, jusqu'ici, ces instruments avaient l'inconvénient de présenter des temps 'morts' qui occasionnaient une perte d’information précieuse: plus précisément, «durant la phase de l’expérience où les atomes sont refroidis par laser, on ne peut accéder à la quantité que l’on cherche à mesurer».
Pour lever «ce verrou technique», l'étude ici présentée a entrelacé «la phase de refroidissement et la phase de mesure de rotation, en prenant soin de correctement raccorder les mesures successives, d’où le nom de 'mesures jointives'» donné à cette méthode. Afin que «la mesure ne soit pas perturbée par la préparation de l’échantillon suivant», l’état quantique des atomes refroidis a été sélectionné «astucieusement avant qu’ils ne pénètrent dans la zone de mesure», et «leur détection en sortie de cette zone» finement synchronisée.
Ainsi, «le dispositif expérimental du SYRTE utilise des superpositions quantiques où un atome est séparé en deux sur une distance de l’ordre du centimètre». Ce type de «superposition quantique macroscopique» sert à «démontrer l’efficacité de la méthode jointive sur un instrument ultra-sensible et d’atteindre un niveau de performance trente fois meilleur que le précédent record». En pratique, le gyromètre du SYRTE permet «de mesurer des variations infimes de vitesse de rotation, 50 000 fois plus petites que la vitesse de rotation terrestre moyenne, en trois heures de mesure».
Parmi les nouvelles perspectives d’applications des capteurs à atomes froids, on peut citer en physique fondamentale, l'emploi de ces nouvelles méthodes «pour mettre au point de futurs détecteurs terrestres d’ondes gravitationnelles utilisant des atomes refroidis par laser».
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