Une étude, dont les résultats intitulés «The first low-mass black hole X-ray binary identified in quiescence outside of a globular cluster» ont été publiés dans la revue The Astrophysical Journal et sont disponibles en pdf sur arxiv.org, a permis de découvrir que la source VLA J213002.08+120904 (VLA J2130+12 en abrégé), supposée être l'émission radio d’une lointaine galaxie, était en réalité un système binaire contenant un trou noir stellaire situé à environ 7.200 années-lumière du Système solaire.

Indiquons tout d'abord que la source VLA J2130+12 avait été détectée «il y a une vingtaine d’années au voisinage d’un amas globulaire sur la voûte céleste du nom de M15». Aujourd'hui, c'est la combinaison des observations «dans le domaine des rayons X avec Chandra, dans le domaine du visible avec Hubble et dans le domaine des ondes radio avec plusieurs radiotélescopes dont le Very Large Array (VLA), ceux d’Arecibo et de Green Bank» qui a conduit à lui attribuer une nouvelle identité.

En fait, le trou noir stellaire du système binaire VLA J2130+12 accrète très peu de matière ce qui le rend «très peu lumineux dans le domaine des rayons X et donc quasiment indétectable». Néanmoins, cette quantité restreinte de rayons X a été suffisante pour que l’analyse de son spectre amène à conclure «à l’existence d’un trou noir et pas d’une étoile à neutrons ou d’une naine blanche accrétant elle aussi de la matière». De leur côté, les observations d'Hubble indiquent que «la matière tombant sur le trou noir proviendrait d’une étoile dont la masse serait de un dixième à un cinquième de la masse du Soleil».

Il ressort de ces informations que ce système binaire, bien qu’un peu en dehors du disque galactique de la Voie lactée, «y est probablement né». Comme sa détection s'est faite dans le cadre «d’un programme d’étude d’une petite portion de la voûte céleste», on peut en déduire qu'il existe «bien d’autres systèmes binaires de ce genre très peu lumineux dans le domaine des rayons X»: ainsi, l'étude estime que, statistiquement, il pourrait y avoir «des dizaines de milliers voire des millions de trous noirs de ce type» dans la Voie lactée, «soit de trois à des milliers de fois plus que ce que l’on imaginait à partir des études précédentes».

Une étude, dont les résultats intitulés «The first gravitational-wave source from the isolated evolution of two stars in the 40–100 solar mass range» sont publiés dans la revue Nature et disponibles en pdf sur arxiv.org, a permis de proposer, à l’aide de simulations numériques, une nouvelle hypothèse concernant le scénario qui a conduit la détection par LIGO le 14 septembre 2015, de l'onde gravitationnelle correspondant à l'événement baptisé GW150914 (GW pour Gravitational Wave, en anglais).

Rappelons tout d'abord que cet événement «fut provoqué par la fusion de deux trous noirs stellaires» de «36 masses solaires pour l’un et 29 pour le second». Comme ces trous noirs stellaires battent les records déduits «des quelques cas de trous noirs stellaires plutôt solidement établis», pour en expliquer l'origine, l'étude ici présentée, dans une simulation de la naissance des premières étoiles de l'univers, considère que ces étoiles «ne devaient pas se former exactement de la même manière que notre Soleil car le milieu interstellaire était alors beaucoup moins riche en éléments lourds».

Elle prend ainsi en compte qu'au moment de la naissance des toutes premières étoiles le milieu interstellaire était totalement dépourvu d'éléments lourds et que «ces étoiles devaient être massives, de l’ordre d’une centaine de masses solaires». C'est ainsi, que la formation «du système binaire de trous noirs à l’origine de GW150914» a été reproduite en partant d'étoiles «de masses comprises entre 40 et 100 masses solaires à partir d’une poche de matière primitive contenant moins de 10 % de la quantité d’élément lourds (autre que l’hydrogène et l’hélium, pour un astrophysicien) du nuage à l’origine du Soleil».

Les calculs indiquent que cette formation a eu lieu «environ deux milliards d’années après le Big Bang». Les simulations décrivent le scénario suivant. La première étoile, «avec une masse d’environ 100 fois celle du Soleil, contre environ 60 pour sa compagne», va «enfler, jusqu’à atteindre le lobe de Roche du système, de sorte que les forces de marée de la seconde lui arrachent de la matière».

Devenue moins massive, «la première étoile s’effondre en trou noir» sans donner de supernova (environ quatre millions d’années seulement après la naissance du système de ces deux étoiles) tandis que «la seconde ayant vu sa masse augmenter», va, dans le cadre de son évolution, «se dilater à son tour jusqu’à ce que son enveloppe avale le premier trou noir».

Comme «ces processus s’accompagnent de pertes de masses sous forme de vent stellaire», lorsque la seconde étoile «devient à son tour un trou noir» (probablement un million d’années après la première) la masse des deux objets compacts «est plus faible que celle des deux étoiles initiales». L'histoire est ensuite «plus calme, au moins durant presque 11 milliards d’années, avec l’émission d’ondes gravitationnelles qui va lentement réduire la taille de l’orbite des deux corps jusqu’au bouquet final il y a environ 1,4 milliard d’années à l’origine de GW150914».

L'intérêt de ce scénario est dans ses conséquences pour eLigo: en effet, «quand cet instrument atteindra sa pleine sensibilité, il devrait logiquement détecter environ mille fusions de trous noirs stellaires par an, ayant des masses comprises entre 20 et 80 fois celle du Soleil».

Une étude, dont les résultats intitulés «Dynamic X-ray diffraction observation of shocked solid iron up to 170 GPa» ont été publiés dans la revue PNAS, a permis de prouver expérimentalement la pertinence de l’utilisation de la compression par laser pour étudier les intérieurs planétaires.

Rappelons tout d'abord que «le champ magnétique des planètes telluriques dépend des propriétés à haute pression et température des matériaux qui composent leur noyau». Pour ce qui concerne l'intérieur de notre planète, «les conditions de pression et de température sont telles que son cœur, composé majoritairement de fer, est constitué à la fois d’une enveloppe liquide et d’une graine solide» et c'est la couche liquide, conductrice et convective, qui «par effet dynamo associé à la rotation de la Terre et à la dissipation de chaleur d’origine interne» est la source du champ magnétique terrestre.

Actuellement, «le comportement du fer, qui compose majoritairement le noyau de la Terre, est largement étudié par différentes techniques» qui ne donnent cependant pas accès à la température, «qui est un paramètre capital pour certains processus comme le flux de chaleur entre le noyau et le manteau profond, le taux de recristallisation de la graine, l’entretien de la géodynamo». Or «la chaleur provenant du noyau est essentielle car elle influence la nature des mouvements convectifs dans le manteau, responsables de la tectonique des plaques et permet d’entretenir le champ magnétique terrestre».

Comme les données sur le diagramme de phase du fer, issues de nombreux travaux, aussi bien expérimentaux que théoriques, menés depuis plus de vingt ans, «apparaissent aujourd’hui contradictoires dès que la pression dépasse le mégabar», l'étude ici présentée, en vue de s’approcher au plus près des conditions réelles de pression et de température extrêmes, a employé une nouvelle méthode expérimentale «couplant diffraction X et compression par onde de choc créée à l’aide d’un laser de puissance».

Les expériences «ont été réalisées à la fois sur les installations laser GEKKO XII de l’Université d’Osaka et LULI2000 de l’Ecole Polytechnique» en utilisant «un dispositif expérimental inédit qui a permis, entre autre, de collecter pour la première fois du signal diffracté par le fer hautement comprimé pendant le temps très court (1 nanoseconde = 1 milliardième de seconde)».

C'est ainsi que «du fer solide dans sa phase dite 'hcp' (hexagonal closed packed, empilement atomique hexagonal compact)» a pu être observé «à des pressions supérieures à 1,7 mégabar (1 million 700 mille fois la pression atmosphérique) et des températures de 4150 degrés (K) dans une région du diagramme de phase encore quasiment inexplorée».

Cette étude, qui démontre clairement la faisabilité de telles expériences et confirme «la pertinence de l’utilisation de la compression par laser pour étudier les intérieurs planétaires», permet, en outre, de valider ou à l’inverse d’infirmer les précédentes études contradictoires, grâce à l'obtention de «la structure du fer hautement comprimé juste avant sa fusion».

Une étude, dont les résultats intitulés «A Conserved MicroRNA Regulatory Circuit Is Differentially Controlled during Limb/Appendage Regeneration» ont été publiés dans la revue PLOS ONE, a permis d'identifier un système génétique, basé sur dix microARN (petits ARN intervenant dans la régulation des gènes) et quatre ARNt (ARN de transfert servant à la lecture des gènes) impliqués dans la extraordinaire capacité de certains animaux à reconstruire un membre complet.

Pour parvenir à cette découverte, «deux poissons et un amphibien (le poisson-zèbre, le polyptère du Sénégal et l’axolotl), séparées par environ 420 millions d’années d’évolution» ont été analysés. Il est ainsi apparu que le système génétique identifié dans ce travail est commun à ces trois espèces et «semble fonctionner de la même manière».

Son activité a été reliée «à des gènes actifs dans la formation des 'blastèmes', ces ensembles de cellules dédifférenciées qui apparaissent au niveau d’une lésion importante et qui vont se différencier de nouveau pour reformer les tissus ou le membre entier». Comme «des séquences de ces ARNt existent chez l’espèce humaine», cette étude laisse espérer qu'on sera peut-être en mesure un jour de réactiver ce mécanisme de regénération chez l’humain.

Une étude, dont les résultats intitulés «Repeated evolution of amphibious behavior in fish and its implications for the colonization of novel environments» ont été présentés dans la revue Evolution, laisse penser, à partir d'analyses ADN, que les poissons ont quitté le milieu aquatique plus de 30 fois au cours de l'évolution (par exemple, «le seul groupe des blennies (Blenniidae) – qui comprend 14 % des espèces amphibies – s’est aventuré sur la terre ferme environ 7 fois au fil de l’évolution»).

Ces analyses ADN ont permis de retracer l’évolution des poissons dans un «immense arbre généalogique riche de 17.000 espèces». Dans cet ensemble, on décompte 130 espèces de poissons amphibies qui ont été replacées dans cet arbre phylogénétique.

Les incursions des poissons sur la terre ferme, qui «ont touché des poissons évoluant sous différents climats, aux régimes alimentaires divers et vivant dans toute une palette d’environnements aquatiques, depuis les cours d’eau jusqu’aux océans», auraient eu lieu «de 400 millions d’années avant notre ère à moins de 10 millions d’années» et «certaines espèces, dont l’ancêtre était amphibie, seraient même retournées à l’eau».

On peut souligner que «la plupart des poissons amphibies ou terrestres évolue en milieu marin, et plus précisément dans la zone de battement des marées». En ce qui concerne la respiration, la présence de poumon chez les Dipneustes (Ceratodontimorpha) nous signale qu'il constitue «un caractère ancestral chez les poissons osseux – par opposition aux requins et aux raies, qui sont des poissons cartilagineux».

Ainsi «il y a plus de 400 millions d’années», les premiers poissons osseux auraient «utilisé leur poumon pour respirer à la surface de l’eau et s’oxygéner entre deux plongées». Rappelons à cet égard, qu'on retrouve encore aujourd'hui «un reliquat de poumon chez le cœlacanthe, intégré à sa vessie gazeuse, qui ne sert plus à la respiration mais à la flottaison».