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Une étude, dont les résultats intitulés «Discovery of the most ultra-luminous QSO using Gaia, SkyMapper and WISE» sont à paraître dans la revue PASA (Publications of the Astronomical Society of Australia) et sont disponibles en pdf sur arxiv.org, a permis de découvrir un trou noir supermassif, situé à près de 12 milliards d’années-lumière de la Terre, qui est incroyablement lumineux. Cet ogre, monstre avide de gaz et de poussière cosmiques, «mesure déjà près de 20 milliards de fois la taille du Soleil, et ne cesse de croître à une vitesse jamais mesurée auparavant».
Les données obtenues par les télescopes SkyMapper (un télescope australien), WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer, un télescope spatial lancé par l’Agence spatiale américaine) et GAIA (satellite de l’Agence spatiale européenne) font apparaître que ce trou noir supermassif qui correspond à un quasar, baptisé QSO SMSS J215728.21-360215, engloutit «tous les deux jours l’équivalent de la masse du Soleil».
Au bout du compte, si on ne sait pas comment ce trou noir supermassif est devenu aussi grand aussi rapidement aux premiers jours de l’Univers, on pourra tout de même en tirer partie «pour étudier comme jamais auparavant des galaxies éloignées et méconnues», car on peut observer «les ombres d’objets devant le trou noir supermassif».
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Une étude, dont les résultats intitulés «The pressure distribution inside the proton» ont été publiés dans la revue Nature, a permis, pour la première fois, de mesurer la distribution de pression à l'intérieur d’un proton: alors qu'au centre de cette particule (qui se trouve dans chaque atome de notre Univers) il y a une pression extraordinairement élevée dirigée vers l'extérieur, plus en périphérie, la pression «beaucoup plus modeste, mais aussi plus étendue» est dirigée vers l'intérieur.
Pour parvenir à mesurer cette distribution, «une expérience de diffusion Compton profondément virtuelle» (*) a été menée dans le cadre de l'étude ici présentée. Le principe de cette expérience est de bombarder «de l'hydrogène liquide, source de protons, de faisceaux d'électrons haute énergie» qui «interagissent avec les quarks qui constituent le proton». Dans chaque interaction, il y a échange d'un photon virtuel de sorte que de l'énergie est «transmise au proton qui la réémet ensuite sous la forme d'un photon».
En outre, les fonctions dites de distributions de parton généralisées (**) «permettent d'accéder à la structure tridimensionnelle du proton». Comme «de récents travaux théoriques ont permis de faire le lien entre ces distributions et les facteurs de forme gravitationnelle», ces éléments ont permis d'établir l'incroyable cartographie présentée dans cette étude. Il apparaît ainsi que la pression qui règne à l'intérieur d'un proton avoisinerait par endroits les 1035 pascals soit bien plus que celle qui règne au cœur d'une étoile à neutrons.
En conséquence, on peut envisager dans un avenir proche la réalisation de mesures encore plus précises et l'application de la même méthode «à l'étude des forces à l'œuvre au cœur du proton ou encore à la détermination de la distribution spatiale ou au mouvement des quarks».
Lien externe complémentaire (source Wikipedia)
(**) Parton
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Une étude, dont les résultats intitulés «Cryo-EM structure of substrate-bound human telomerase holoenzyme» ont été publiés dans la revue Nature, a permis de déterminer à une échelle subnanométrique la structure de la télomérase, une enzyme qui joue un rôle crucial dans la cohésion des extrémités des chromosomes.
Rappelons tout d'abord que «contrairement aux procaryotes, dont les chromosomes sont circulaires, les eucaryotes, dont font partie les plantes, les champignons et les animaux, ont des chromosomes linéaires», ce qui fait qu'ils ont des extrémités, appelées télomères, «constitués de répétitions de séquences d’ADN non codantes (chez l’homme, la séquence TTAGGG est répétée sur environ 1000 paires de bases)».
Pour comprendre l'intérêt de ces répétitions, il faut relever qu'au cours de la division cellulaire, la réplication de l’ADN par l’ADN polymérase n'est pas complète jusqu’au bout du chromosome, de sorte «que le télomère de l’ADN répliqué est légèrement plus court». Comme le risque est «qu’aux extrémités, certaines séquences importantes d’ADN soient perdues», la répétition des séquences des télomères sert de 'zone tampon', car «à chaque division, les télomères perdent un morceau de leurs séquences».
De ce fait, le raccourcissement au cours du temps des télomères constitue une 'horloge moléculaire' «qui permet de tracer le nombre de réplications». Au bout du compte, «lorsque les télomères sont devenus trop courts, les cellules entrent dans un processus de sénescence réplicative et ne se divisent plus». En s’accumulant avec l’âge dans les organes, elles «sont une cause majeure du vieillissement des tissus».
Dans ce contexte, la télomérase, «un complexe riboprotéique, constitué d’une enzyme (la transcriptase inverse), d’un ARN et de protéines», limite le phénomène de sénescence, car elle «se fixe sur les télomères et, à partir de son ARN associé, synthétise de nouvelles séquences - TTAGGG chez l’homme». Cependant, alors qu'elle «est exprimée dans les cellules souches, qui peuvent se diviser indéfiniment, et dans les cellules germinales», elle «est peu voire pas exprimée dans les cellules somatiques».
Il n'est pas aisé de déterminer la structure de la télomérase, car «il s’agit d’un gros complexe constitué de plusieurs parties». Jusqu'ici, «des fragments de ce complexe ont été décrits chez différentes espèces, notamment le cilié Tetrahymena thermophila». Pour sa part, l'étude ici présentée est parvenue, en utilisant la cryomicroscopie électronique, «à déterminer la structure de la télomérase humaine à une résolution subnanométrique, trois fois meilleure que celle de la précédente description».
La cryomicroscopie électronique, «qui consiste à congeler très rapidement des échantillons biologiques pour les observer dans leur état naturel», a permis de décrire «avec des détails inédits la structure de la télomérase humaine». Il apparaît ainsi que «le complexe est composé de deux lobes dans lesquels un ARN fait office d’échafaudage pour différentes protéines»: alors que «l’un des lobes contiendrait le noyau catalytique de l’enzyme ainsi que la séquence d’ARN servant de modèle pour les répétitions d’ADN, liée à un substrat d’ADN», l'autre lobe «contiendrait différentes protéines nécessaires entre autres à la maturation ou au transport de l’ARN».
Comme «plusieurs maladies sont liées à une mutation du complexe de la télomérase», une meilleure connaissance de sa structure devrait permettre «de relier une mutation à une fonctionnalité». D'autre part, comme «on sait que dans environ 90 % des cancers, tous aussi différents qu’ils soient, les cellules somatiques expriment la télomérase», cette meilleure connaissance devrait aussi permettre de découvrir des molécules inhibitrices.
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Une étude, dont les résultats intitulés «Cause of Cambrian Explosion - Terrestrial or Cosmic?» sont publiés dans la revue Progress in Biophysics and Molecular Biology, indique que des virus, des rétrovirus, ont joué un rôle dans l'explosion cambrienne qui a eu lieu il y a 500 millions d'années et a correspondu à une diversification soudaine et sans précédent des espèces.
En outre, comme l'émergence des rétrovirus complexes a eu lieu juste avant l'explosion cambrienne, elle suggère que la panspermie (*) pourrait expliquer tout cela: «des comètes auraient apporté des rétrovirus» qui se seraient «intégrés au génome d'espèces terrestres, introduisant du nouveau matériel génétique» qui a favorisé la diversification des espèces vivantes.
L'argumentation de cette étude s'appuie, en particulier, sur une hypothèse assez controversée qui concerne les pieuvres: en effet, cette hypothèse dit «que ces animaux ne peuvent avoir évolué que grâce à un coup de pouce extraterrestre».
Rappelons ici que «les céphalopodes sont apparus à la fin du Cambrien et descendent d'un nautiloïde primitif» (**). Cependant, «les pieuvres (ou poulpes) possèdent un système nerveux complexe, des yeux sophistiqués et une capacité à se camoufler».
Comme, selon l'étude, «les gènes nécessaires à ces transformations n'étaient pas présents chez l'ancêtre commun», il apparaît «plausible de suggérer qu'ils semblent être empruntés à un 'futur' lointain en termes d'évolution terrestre, ou plus vraisemblablement au cosmos en général». Autrement dit, cette étude estime que «l'évolution du calmar au poulpe est compatible avec une série de gènes insérés par des virus extraterrestres».
Mais l'étude va beaucoup plus loin en signalant que «la possibilité que des œufs de calmar et/ou de pieuvre cryoconservés soient arrivés dans des bolides glacés il y a plusieurs centaines de millions d'années, ne devrait pas être négligée», une possibilité qu'il est difficile de prendre au sérieux.
Lien externe complémentaire (source Wikipedia)
(*) Panspermie
(**) Nautiloidea
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Une étude, dont les résultats intitulés «The onset of star formation 250 million years after the Big Bang» sont publiés dans la revue Nature et sont disponibles en pdf, a permis, grâce à des observations effectuées au moyen du réseau ALMA et du VLT de l’ESO, de dater de 250 millions d’années seulement après le Big Bang le début de la formation d’étoiles au sein de la très lointaine galaxie MACS1149-JD1, ce qui correspond à une époque bien plus reculée que ce que l’on supposait. Cette découverte s’accompagne, en outre, «de la détection la plus distante d’oxygène dans l’Univers et de la galaxie la plus lointaine observée à ce jour par ALMA ou le VLT».
Plus précisément, au sein de MACS1149-JD1, a été «détecté une très faible lueur émise par de l’oxygène ionisé». Du fait que «lorsque cette lumière infrarouge a traversé l’espace séparant la galaxie source de la Terre, sa longueur d’onde initiale s’est étendue d’un facteur dix sous l’effet de l’expansion de l’Univers», l'étude en conclut «que le signal avait été émis quelque 13,3 milliards d’années auparavant (soit 500 millions d’années après le Big Bang) par l’oxygène le plus distant détecté à ce jour par un télescope». De plus, cette présence d’oxygène «atteste de l’existence de générations stellaires antérieures dans cette galaxie».
Comme «outre la lueur émise par l’oxygène et capturée par ALMA, une faible raie en émission de l’hydrogène a été détectée par le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO», ces deux observations «ont conduit à une même détermination de la distance séparant la Terre de la galaxie en question». Il en résulte que MACS1149-JD1 constitue «la galaxie la plus lointaine dont la distance est connue avec précision et la galaxie la plus lointaine observée à ce jour au moyen d’ALMA ou du VLT».
Soulignons ici que «peu après le Big Bang, l’Univers demeurait totalement dépourvu d’oxygène», la création de cet élément résultant «de la survenue de processus de fusion au sein des premières étoiles avant qu’il ne soit dispersé par des explosions d’étoiles massives». Il découle donc de la détection d’oxygène au sein de MACS1149-JD1 «que les générations stellaires antérieures s’étaient déjà formées et avaient déjà libéré l’oxygène 500 millions d’années après la naissance de l’Univers».
Pour dater cette première génération d’étoiles, l’histoire antérieure de MACS1149-JD1 a été reconstituée «au moyen de données acquises par le Télescope Spatial Hubble du consortium NASA/ESA et par le Télescope Spatial Spitzer de la NASA». Ensuite, ces données ont «été insérées dans un modèle numérique» qui a fixé «le début de la formation des étoiles à quelque 250 millions d’années après le Big Bang».
Au bout du compte, «l’établissement de l’âge de MACS1149-JD1» prouve «que les galaxies existaient antérieurement à celles que nous détectons actuellement au moyen de la méthode directe».
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