-
Une étude, dont les résultats intitulés «Diffuse Interstellar Bands carriers and cometary organic material.» sont publiés dans la revue MNRAS, développe la théorie selon laquelle la matière organique découverte massivement dans le noyau de la comète 'Tchouri' par la sonde Rosetta n'aurait pas été fabriquée au moment de la formation du système solaire, mais auparavant, dans l'espace interstellaire.
Rappelons tout d'abord que la mission Rosetta de l'ESA, qui s'est terminée en septembre 2016, «a révélé que la matière organique représente près de 40% de la masse du noyau de la comète 'Tchouri' (67P Churyumov-Gerasimenko)». Cette matière organique, «composée de molécules à base de carbone, d'hydrogène, d'azote et d'oxygène», est «une des briques de base de la vie telle que nous la connaissons sur Terre».
Pour l'étude ici présentée, non seulement cette matière organique retrouvée en masse aurait été fabriquée dans le milieu interstellaire bien avant la formation du système solaire, mais une bonne partie de celle-ci serait «déjà bien connue des astronomes».
Plus précisément, «voilà 70 ans que l'analyse du spectre de la lumière des étoiles montre partout dans le milieu interstellaire des absorptions inconnues, à des longueurs d'ondes bien précises : les 'Diffuse interstellar bands' (DIB), attribuées à des molécules organiques complexes, qui constitueraient 'le plus grand réservoir connu de matière organique dans l'univers'».En général, cette matière organique interstellaire est «proportionnelle à la matière interstellaire dans son ensemble, sauf dans le cas d'un nuage très dense, comme une nébuleuse proto-solaire». Du fait qu'au cœur de ce type de nébuleuse, où la matière est plus dense, «les DIB plafonnent, voire diminuent», on en déduit «que les molécules organiques qui provoquent les DIB disparaissent, par agglutination les unes aux autres» («une fois collées ensembles, elles ne peuvent plus absorber autant que lorsqu'elles flottent librement dans l'espace»).
C'est à partir de ces nébuleuses primitives que se forment, par contraction, des systèmes stellaires comme notre système solaire composé de planètes et de comètes. La mission Rosetta a prouvé «que les noyaux de comètes se sont formés par accrétion hiérarchique dans la nébuleuse» au cours d'un «processus non violent»: les petits grains se sont collés les uns aux autres pour former des grains plus gros, lesquels se sont agglomérés à leur tour jusqu'à atteindre la taille d'un noyau de comète, de quelques kilomètres».
Il en résulte que «les molécules organiques provoquant les DIBs et préexistantes dans les nébuleuses primitives» n'ont «probablement pas été détruites mais ont pu faire partie des grains constituant les noyaux cométaires, où elles sont toujours 4,6 milliards d'années plus tard».En fin de compte, «si la matière organique des comètes a bel et bien été fabriquée dans le milieu interstellaire» et «si elle a pu jouer un rôle dans l'émergence de la vie sur la Terre», comme l'avance cette étude, elle a alors «pu également atteindre un grand nombre d'autres planètes de notre galaxie» pour potentiellement y engendrer la vie.
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «Impact of substrate diffusion and enzyme distribution in 3D-porous electrodes: a combined electrochemical and modelling study of a thermostable H2/O2 enzymatic fuel cell» ont été publiés dans la revue Energy & Environmental Science, a permis de développer une biopile aussi efficace qu'une pile à combustible au platine qui pourrait, à terme, offrir une alternative aux piles à combustible nécessitant des métaux rares et coûteux.
Rappelons tout d'abord qu'une pile à combustible «convertit l'énergie chimique de combustion de l'hydrogène en énergie électrique». Considérée «comme un procédé propre (car elle ne rejette aucun gaz à effet de serre)», la pile à combustible utilise pour catalyseurs «des métaux rares et coûteux, tel le platine, pour l'oxydation de l'hydrogène et la réduction de l'oxygène».
Cependant, l'identification, ces dernières années, de biocatalyseurs, des enzymes aux propriétés remarquables, a stimulé la recherche, car «leur activité de transformation de l'oxygène, mais surtout de l'hydrogène, est comparable à celle du platine». Le problème posé était que, jusqu'à récemment, l'activité des hydrogénases était «inhibée par l'oxygène et donc incompatible avec une utilisation en pile».
Les améliorations rapportées par l'étude ici présentée découlent de plusieurs années de travaux pour développer une nouvelle génération de biopiles. Ainsi, le catalyseur chimique (le platine) a été remplacé «par des enzymes bactériennes»: plus précisément, «à l'anode , l'hydrogénase (clé de conversion de l'hydrogène dans de nombreux microorganismes), et la bilirubine oxydase à la cathode». L'hydrogénase identifiée est «active en présence d'oxygène et résistante à certains inhibiteurs du platine comme le monoxyde de carbone». De plus, la biodiversité a été explorée «pour identifier des enzymes thermostables qui résistent à des températures entre 25° et 80°».
Il a fallu, pour «faire évoluer ces bioprocédés du laboratoire vers un développement industriel», lever «deux verrous majeurs», car le premier prototype de 2014 «était notamment limité par les faibles puissances générées et par la stabilité des enzymes» et, en outre, pour diminuer les coûts, il fallait «minimiser les quantités d'enzymes mises en jeu».
C'est l'incorporation progressive des deux enzymes thermostables dans une architecture carbonée qui a «apporté une solution à ces trois problématiques». Elle a bénéficié de «la porosité adaptée d'un feutre de carbone» faisant «office de structure hôte pour les enzymes» et servant également «de protection contre des espèces chimiques générées lors de la réduction de l'oxygène» qui «altèrent l'activité des enzymes». De la sorte, la pile peut «fonctionner sans perte de performance pendant plusieurs jours».
Grâce à ce dispositif, cette étude est parvenue «pour la première fois à quantifier la proportion d'enzymes participant effectivement au courant»: il a été ainsi constaté «que les courants délivrés par le biocatalyseur sont très proches des objectifs attendus pour le platine». En outre, «un modèle numérique permettant de déterminer la géométrie optimale de la pile» a été élaboré.En fin de compte, ces biopiles apparaissent être «une alternative aux piles à combustibles classiques», car «la biomasse peut être utilisée à la fois pour fournir le combustible (l'hydrogène)» et «le catalyseur (les enzymes), par nature renouvelable».
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «Benchmark Experiment for Photoionized Plasma Emission from Accretion-Powered X-Ray Sources» ont été publiés dans la revue Physical Review Letters, conduit à «réfuter une explication vieille de vingt ans concernant les émissions X des disques d'accrétion des trous noirs» à la suite d'expériences menées avec la Z machine.
Rappelons tout d'abord que la Z machine * est un puissant générateur de rayons X qui permet de reproduire les plasmas rencontrés d'ordinaire dans les disques d'accrétion de trous noirs, où de la matière surchauffée émet ce type de rayonnement avant de tomber dans ceux-ci. Pour sa part, l'étude ici présentée a cherché à tester les modèles relatifs à «la physique des émissions X des disques d'accrétion des astres compacts».
En effet, il y a environ une vingtaine d'années, «les théoriciens ont avancé une explication pour rendre compte de l'absence de certaines raies spectrales associées aux atomes de fer ionisés présents dans les disques d'accrétion autour des trous noirs» («les raies spectrales de ces atomes sont étudiées car elles renferment des informations aussi bien sur la structure de ces disques que sur leur composition, toutes deux dépendant des effets de la relativité générale et de la théorie des trous noirs»): l'absence de certaines raies a été «interprétée comme une manifestation d'un effet Auger de destruction résonnante (Resonant Auger Destruction ou RAD en anglais)».
L'effet Auger ** est un phénomène qui survient lorsqu'un atome est bombardé par des rayonnements ionisants: un électron peut être alors retiré d’une couche interne atomique, laissant une place vacante, qu'un électron d’une couche de plus haute énergie peut venir remplir, causant un dégagement d’énergie. Cette énergie peut produire l'émission d’un photon (fluorescence X) ou être transmise à un électron atomique qui sera éjecté de l’atome: dans ce cas il y a émission d'électron Auger **.
Ceci posé, «selon les astrophysiciens de l'époque, l'émission par fluorescence aurait conduit une partie des photons X à ioniser un autre atome de fer qui, lui, aurait manifesté un effet Auger», ce qui fait qu'un «effet de fluorescence X moins intense devait donc être observé».
Le problème est que «si un effet RAD se produit bien dans un plasma comparable à celui entourant les trous noirs avec des atomes de fer, il devrait se produire aussi avec les atomes de silicium», alors que «ce n'est pas ce qui a été observé avec ces atomes dans les expériences réalisées grâce à la Z machine». Il en résulte que «de nombreux articles publiés depuis une vingtaine d'années» devront être revus, en particulier les modèles utilisés pour «déduire la vitesse à laquelle les trous noirs absorbent la matière provenant d'une étoile compagne».
Liens externes complémentaires (sources Wikipedia)
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «A new Jurassic theropod from China documents a transitional step in the macrostructure of feathers» ont été publiés dans la revue The Science of Nature, a permis de décrire un nouveau dinosaure théropode couvert de plumes jusque sur ses pattes arrière, ce qui en fait un animal à quatre ailes qui nous renseigne sur l'histoire des plumes et celle du vol.
Baptisé Serikornis sungei et surnommé Silky (poule soie en français) car «son plumage soyeux évoque cette race de poules», cet animal, qui «mesurait 48 cm de longueur», vivait «il y a 160 à 165 millions d'années, en plein milieu du Jurassique, dans ce qui est aujourd'hui le Liaoning, au nord de la Chine actuelle, une région où ont déjà été exhumés des dinosaures à plumes».
L'étude ici présentée relève «l'absence de 'barbules', ces petits crochets qui agrippent les plumes voisines et rigidifient le plumage» et elle souligne également que «les plumes étaient symétriques, un défaut grave pour les paléontologues car il est dit que leur asymétrie est indispensable au vol, pour des raisons aérodynamiques».
Comme le squelette montre «l'absence de sternum développé, sur lequel les oiseaux modernes attachent les puissants muscles des ailes, et une faiblesse structurelle des membres antérieurs», il apparaît que «Silky pouvait courir mais pas voler en battant des ailes». Cependant, «il est possible qu'il ait été capable de planer».
Du fait que «ses pattes se terminaient par des griffes lui permettant sans doute de grimper aux arbres», on peut penser «qu'il en redescendait en planant, par exemple pour fondre sur une proie», un pas franchi, entre autres, par l'archéoptéryx et l'anchiornis, «deux dinosaures à plumes à peu près contemporains de Silky (à l'échelle des temps géologiques)».
Ceci confirme une fois de plus que la plume, «ayant servi d'abord de parure ou de manteau», a précédé le vol: l'envol aurait «eu lieu plus tard, au Crétacé, chez des dinosaures ressemblant peut-être au microraptor, avant qu'ils ne deviennent des oiseaux».
votre commentaire -
Une étude, dont les résultats intitulés «Possible hominin footprints from the late Miocene (c. 5.7 Ma) of Crete?» ont été publiés dans la revue Proceedings of the Geologist association, a permis de dater de -5,7 millions d'années 29 traces de pas, attribuées à un hominine et découvertes en 2002 par un géologue polonais sur le site de Trachilos (Crète). Ce grand ancêtre des humains serait ainsi «plus jeune que Toumaï, mais bien plus vieux que les australopithèques».
Précisons tout d'abord que les traces en question «ont été laissées sur une bande de sable, proche de l'ancien lit d'une rivière» et que «leur datation a été faite à partir de l'analyse de foraminifères, des micro-organismes marins fossiles dont l'évolution très rapide, au cours du temps, donne de bons jalons aux préhistoriens et biogéographes»: comme, il y a 5,6 millions d'années, «la Méditerranée s'est entièrement asséchée», cet évènement remarquable «a laissé des sédiments faciles à interpréter».
Ainsi, «ces traces de pas ont deux millions d'années de plus que celles de Laetoli, jusqu'alors les plus anciennes connues au monde» et auraient été faites par «quelqu'un marchant debout sur ses jambes» qui chaussait «du 35 maximum, puisqu'elles mesurent entre 9,4 cm et 22,3 cm». Il semble que leur forme est «très similaires à celles des humains», car «les autres primates laissent des empreintes très différentes, leur pied ressemble plus à une main, avec un gros orteil écarté comme un pouce». En outre, ces pieds, «dépourvues de griffes», seraient «dotés de coussinets proches de ceux des plantes humaines».
Toutefois, ces conclusions prêtent à controverse, parce qu'elles suggèrent «que les premiers ancêtres des humains se sont baladés dans le sud de l'Europe aussi bien qu'en Afrique de l'est». Cependant, il y a 5,7 millions d'années, au miocène tardif, «le désert du Sahara n'existait pas» et la Crète «n'était pas encore détachée de la Grèce». Ces conditions laissent finalement penser que «les premiers hominines avaient une aire de distribution à travers tout le sud de l'Europe et toute l'Afrique» et qu'ils ont bien «pu laisser leurs empreintes sur un rivage méditerranéen».
De plus, comme «par une bienheureuse coïncidence, au début de l'année 2017, des chercheurs allemands, grecs et bulgares» qui ont «réexaminé les restes d'un primate de Grèce et de Bulgarie, le Graecopithecus, vieux de – 7,2 millions d'années» avaient «conclu qu'il s'agissait bien d'un hominine, le premier connu hors d'Europe», pour «les découvreurs des traces de Crète» cet homininé ou plutôt l'un de ses descendants «pourrait être le promeneur de Trachilos».
votre commentaire