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Une étude, dont les résultats intitulés «Observation of a large-scale anisotropy in the arrival directions of cosmic rays above 8 × 1018 eV» sont publiés dans la revue Science et ont été archivés en pdf, a permis de conclure que les rayons cosmiques les plus énergétiques ne proviennent pas de la Voie lactée, mais ont été propulsés depuis des galaxies situées à des dizaines, voire des centaines de millions d'années-lumière.
Commençons par rappeler que les rayons cosmiques «sont des noyaux atomiques qui traversent notre Univers à une vitesse proche de celle de la lumière». Alors qu'il est incontestable que «ceux de basse énergie proviennent du Soleil ou de notre galaxie», l'origine des particules les plus énergétiques était toujours «débattue depuis leur découverte il y a un demi-siècle»: la question était de savoir si elles sont «issues de la Voie lactée ou d'objets extragalactiques éloignés».
L'étude ici présentée tranche la question après des analyses «de 30 000 particules cosmiques d'une énergie un million de fois supérieure à celle des protons accélérés au LHC», qui «ont été détectées entre 2004 et 2016 avec le plus grand observatoire de rayons cosmiques jamais construit, l'observatoire Pierre Auger, en Argentine».
Plus précisément, «l'étude des directions d'arrivée de ces particules montre qu'à ces énergies, le flux de rayons cosmiques en provenance d'une zone du ciel pointant à 120 degrés du centre galactique est environ 6 % plus élevé que si le flux était parfaitement uniforme». Comme «cette direction ne peut pas être associée à des sources potentielles dans le plan de la galaxie ou en son centre», il s'agit là de «la première preuve convaincante d'une origine extragalactique pour ces rayons cosmiques».
Quand «ces rayons cosmiques très énergétiques (au-delà de 2 joules)», dont le flux est «d'environ 1 par kilomètre carré et par an», entrent «en collision avec les molécules de la haute atmosphère, ils créent une cascade de plus de 10 milliards de particules secondaires, appelée gerbe atmosphérique, qui peut s'étendre sur plus de 40 kilomètres carrés quand elle arrive au sol».Ce sont «certaines de ces particules secondaires (électrons, photons et muons)» que l'observatoire Pierre Auger détecte «grâce à un réseau de 1 600 détecteurs – des cuves d'eau pure espacées d'1,5 kilomètre, qui s'étendent sur une surface de 3 000 kilomètres carrés dans la pampa argentine (soit un peu plus que la taille du Luxembourg)». Le principe est qu'en «comparant les temps d'arrivée des particules dans différents détecteurs, on peut déterminer la direction d'où provient le rayon cosmique qui a produit la gerbe atmosphérique».
Soulignons cependant que si cette étude «indique clairement une origine extragalactique pour ces particules cosmiques, le motif observé dans le ciel ne pouvant être le fruit du hasard qu'avec une chance sur cinq millions», elle «ne permet pas encore de localiser précisément les sources», car «la région la plus brillante en rayons cosmiques s'étend sur une vaste portion du ciel, où le nombre de galaxies est relativement élevé», sans compter que «le champ magnétique de la Voie lactée dévie les trajectoires de ces particules chargées et brouille les pistes».
Remarquons aussi qu'il existe des rayons cosmiques encore plus énergétiques que ceux examinés ici. Leur inconvénient est «d'être encore plus rares», mais ils ont l'avantage «d'être moins déviés par le champ magnétique de notre propre galaxie» de sorte que leur direction d'arrivée pourrait «pointer au plus près de leur lieu de production». Néanmoins, les études menées jusqu'ici pour établir «une corrélation entre des noyaux actifs de galaxies et les directions d'arrivée des rayons cosmiques les plus énergétiques» n'ont pas encore fourni de résultats suffisamment significatifs.
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Une étude, dont les résultats intitulés «A binary main-belt comet» sont publiés dans la revue Nature et disponibles en pdf, rapporte la première découverte, grâce à Hubble, d'une comète binaire.
Rappelons tout d'abord qu'au fil des observations, il apparaît «de plus en plus évident que la ceinture principale d'astéroïdes est composée de petits corps célestes dont la composition minéralogique, et finalement l'origine, est fort diverse»: alors que «certains d'entre eux seraient des anciens noyaux métalliques d'embryons de planètes défuntes», d'autres «se seraient formés au-delà de l'orbite de Jupiter, ce qui les rendrait riches en eau».
Pour sa part, l'étude ici présentée s'est intéressé à un «objet céleste découvert en 2006 et initialement catalogué 2006 VW139»*. D'abord, il avait été suggéré «qu'il s'agissait d'un membre d'une famille d'au moins 11 astéroïdes, formée il y a 7,5 millions d'années par la fragmentation lors d'une collision d'un objet dont le diamètre avoisinait 10 km», avant que son statut change et qu'il soit «rebaptisé 288P, ce qui signifie, dans le cadre de la nomenclature adoptée en 1995 par l'Union astronomique internationale, qu'il s'agit d'une comète périodique dont la période est inférieure à 200 ans».
En fait, dès 2011, il est apparu sur des images prises par Hubble «que cet astéroïde pouvait avoir une activité cométaire, comme une vingtaine d'objets similaires connus à ce jour». Aujourd'hui, de nouvelles observations, toujours au moyen de Hubble, nous en apprennent d'avantage car l'objet qui s'est rapproché un peu plus du Soleil, s'est trouvé «à 200 millions de kilomètres de la Terre».
Il a été ainsi constaté que «non seulement l'activité cométaire est devenue plus importante du fait de la chaleur apportée par le rayonnement du Soleil» mais, aussi, grâce au gain en résolution, qu'il s'agissait de la première comète binaire découverte: en effet, ces images «permettent de suivre clairement un mouvement de révolution autour du centre de masse de deux objets, séparés par une centaine de kilomètres sur une orbite très elliptique».
Il découle de ces données «que les deux corps ont des masses comparables et des tailles similaires de l'ordre du kilomètre». Il est probable que, «dans un passé relativement proche», ces deux objets n'en faisaient qu'un et que leur séparation a pu être provoquée par une accélération de la vitesse de rotation du corps parent «causée par le fameux effet Yarkovsky» ** («des poches de glace initialement protégées des rayons du Soleil» auraient pu s'évaporer). Il semble que l'évènement se soit produit il y a 5.000 ans tout au plus, sans quoi un tel objet aurait dû épuiser ses réserves dans la ceinture d'astéroïdes.
Liens externes complémentaires (sources Wikipedia)
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Une étude, dont les résultats intitulés «Single-cell deep phenotyping of IgG-secreting cells for high-resolution immune monitoring» ont été publiés dans la revue Nature Biotechnology, a permis de mettre au point une méthode microfluidique afin d'analyser rapidement des dizaines de milliers de cellules uniques. Simple à mettre en œuvre et industrialisable, cette technique est capable de tester la fonctionnalité et l'affinité des anticorps produits pour chaque cellule.
Notons tout d'abord qu'après l'inoculation d’un vaccin, «de nombreuses cellules vont être sélectionnées pour produire des anticorps, éléments clés dans la réponse immunitaire». Ce processus est complexe, car, d'un part, les anticorps sont nombreux («il en existe plusieurs dizaines de milliers») et, d'autre part, «il existe de multiples versions d’un même anticorps, à l’efficacité différente». De plus, «cette population d’anticorps évolue et mature au cours du temps».
Jusqu'ici, il était «inimaginable» de pouvoir «suivre l’évolution de cette population en temps réel», car «les analyses faites pour observer ces phénomènes étaient soit tellement longues que l’analyse était en décalage par rapport à l’évolution de la réponse 'anticorps', soit se cantonnaient à calculer une moyenne qui s’affranchit des variations et des informations plus qualitatives sur la fonction et l’affinité des anticorps».
Dans ce contexte, l'étude ici présentée propose un dispositif qui est en mesure «de suivre quotidiennement pendant plusieurs semaines l’évolution d’une population de cellules et les anticorps qu’elles produisaient (500000 cellules ont ainsi été analysées)». Ce test, «extrêmement facile à mettre en œuvre et industrialisable», consiste «à enfermer des cellules uniques dans des gouttelettes et à analyser leurs propriétés par fluorescence».
Au bout du compte, cette avancée pourrait permettre «de comprendre le rôle des cellules productrices d’anticorps dans certaines maladies (allergies, maladies autoimmunes) ou d’aider au développement de vaccins». En outre, il a été envisagé d'effectuer, à partir du même dispositif, d’autres types d’analyse pour suivre l'évolution de cellules cancéreuses.
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Une étude, dont les résultats intitulés «Cubic zirconia in >2370 °C impact melt records Earth's hottest crust» sont publiés dans la revue Earth and Planetary Science Letters, a permis de découvrir que la température la plus élevée jamais répertoriée à la surface de la Terre dépassait 2.370 °C, «soit presque la moitié de la température qui règne à la surface du Soleil».
L'endroit où une telle température a été produite est localisé «dans le nord-ouest du Canada, dans la région du Labrador». Elle est la conséquence «de l'impact d'un astéroïde il y a environ 36 millions d'années», dont la trace est encore visible: plus précisément, il s'agit du cratère de quelque 28 km de diamètre de Mistastin «dont le centre est aujourd'hui occupé par le lac du même nom de 16 km où surnage une petite île (créée par le rebond après l'impact)». A l'époque, cet événement catastrophique «a eu des conséquences planétaires durant plusieurs décennies».
Pour effectuer la mesure en question, l'étude s'est intéressée «aux minéraux trouvés sur les parois du cratère (leurs présences sont autant d'indices d'un impact), et notamment à la zircone, plus précisément l'oxyde de zirconium* (ZrO2)». Comme cette zircone, qu'il ne faut pas le confondre avec le zircon (ZrSiO4), est présente «sous une forme cristalline cubique», on peut en déduire que la température minimale lors de sa formation était de 2.370 °C: soulignons que c'est la première fois qu'une telle indication a été obtenue.
Lien externe complémentaire (source Wikipedia)
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Une étude, dont les résultats intitulés «Evidence for a low bulk crustal density for Mars from gravity and topography» ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters, a aboutit à la conclusion que la croûte martienne est très vraisemblablement poreuse.
Notons tout d'abord que du fait que la connaissance du champ de gravité des planètes «permet de poser des contraintes sur leur structure interne», il y a quelques années, la NASA a «lancé la mission Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL)» qui a contribué à préciser l'épaisseur de la croûte lunaire. En ce qui concerne Mars, les orbiteurs évoluant autour de cette planète permettent d'analyser son champ de gravitation et «de préciser l'épaisseur de la croûte martienne en combinant les données du champ de gravité avec l'altimétrie laser, qui fournit une topographie précise». On dispose ainsi, depuis quelques années, grâce en particulier à la mission Mars Global Surveyor (MGS), d'estimations «de la nature et de l'épaisseur de la croûte martienne».
Ces estimations ont ainsi fait apparaître que «la croûte de l'hémisphère nord est moins épaisse que celle de l'hémisphère sud», ce qui n'est pas surprenant car ces deux hémisphères sont très différents: «au nord, les altitudes sont basses, faisant penser à un fond d'océan alors qu'au sud, le niveau élevé évoque les continents terrestres»: en fait, l'hémisphère nord est constitué d'andésites, tandis que celui du sud est fait essentiellement de basaltes.
L'étude ici présentée a cherché à préciser ces épaisseurs «en ré-analysant les données gravimétriques des orbiteurs martiens» au moyen d'une «nouvelle technique mathématique s'aidant des données altimétriques, déjà testée sur les données gravimétriques lunaires avant la mission GRAIL».
Grâce à «la meilleure résolution de la cartographie du champ de gravité fournie par les deux sondes de la mission», il a été constaté que cette technique apportait «des informations cachées dans les signaux à plus basse résolution»: concrètement, «la croûte pourrait être moins dense que ce que l'on pensait». Autrement dit, si la composition minéralogique et l'épaisseur de la croûte martienne «sont bien celles que les planétologues supposent (une erreur n'est pas à exclure)», alors elle serait en quelque sorte poreuse.
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