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Une étude, dont les résultats intitulés «Hubble PanCET: an extended upper atmosphere of neutral hydrogen around the warm Neptune GJ 3470b» sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics, a permis de découvrir, grâce au télescope spatial Hubble, une géante gazeuse ayant déjà perdu plus d’un tiers de sa masse depuis sa naissance, en l'occurrence l'exoplanète GJ 3470b (*).
Plus précisément, GJ 3470b «subit une perte extrêmement importante de matière à cause de la proximité de son étoile GJ 3470 (**) qui chauffe, accélère, et fait s’échapper son gaz atmosphérique, car la planète n’est pas assez massive pour le retenir».
De la sorte, cette étude aide à «mieux comprendre la rareté de ce que l’on nomme les Neptunes chaudes, des géantes gazeuses d’une taille équivalente à celle de Neptune orbitant très près de leur étoile», car aujourd'hui on observe, parmi les planètes proches de leur étoile, «majoritairement des planètes gazeuses de la taille de Jupiter ou des planètes rocheuses à peine plus grosses que la Terre».
Notons que ce n'est pas la première Neptune chaude à perdre son atmosphère puisque, comme le rappelle un communiqué de l'Université de Genève, il a déjà été découvert que GJ 436b perdait de l’hydrogène, une perte qui, dans ce cas, n'était «pas suffisante pour menacer l’atmosphère de GJ 436b », mais suggérait déjà «que des Neptunes recevant plus d’énergie de leur étoile pourraient évoluer plus dramatiquement».
Globalement, comme «les Neptunes chaudes seraient trop près de leur étoile et pas assez massives pour retenir leur enveloppe gazeuse», elles apparaissent «condamnées à la perdre totalement» de sorte que, «dans quelques milliards d’années», il se peut «que GJ 3470b ne soit plus réduit qu’à son cœur rocheux».
Lien externe complémentaire (source Exoplanetcatalogue)
(*) GJ 3470 b
Lien externe complémentaire (source Simbad)
(**) GJ 3470
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Une étude, dont les résultats intitulés «Nuclear receptor HNF4A transrepresses CLOCK:BMAL1 and modulates tissue-specific circadian networks» ont été publiés dans la revue PNAS, a permis d'identifier un nouveau mécanisme qui peut expliquer comment la perturbation des rythmes biologiques interne favorise des maladies comme le diabète: concrètement, une protéine présente dans des cellules du foie et du côlon est impliquée dans le contrôle du rythme circadien de ces tissus.
Rappelons tout d'abord que notre organisme est l'objet d'une activité cyclique, dont le rythme est «contrôlé par des molécules qui jouent le rôle d’horloges internes dans les cellules» à l'instar «de la bien nommée protéine CLOCK (horloge, en anglais)». Si le rythme biologique est perturbé (en particulier, par les modes de vie modernes), des problèmes de santé peuvent survenir: par exemple, «le manque de sommeil peut favoriser le surpoids, le diabète ou des troubles cardiovasculaires».
Notons ici que «dans la cellule, des récepteurs présents dans le noyau jouent un rôle dans le rythme circadien». En effet, «ces récepteurs nucléaires reçoivent des signaux, s’associent à des protéines et agissent sur des gènes pour modifier le métabolisme cellulaire en réponse aux signaux reçus». Cette étude s'est intéressée à «une protéine présente dans le noyau de certaines cellules, HNF4A, ou receptor hepatocyte nuclear factor 4A». Ce récepteur nucléaire «spécifique de certains tissus» est «connu pour intervenir dans le développement embryonnaire du foie, de l’intestin et du rein».
En examinant le comportement de «cette protéine dans des cellules de foie et de côlon, de souris et d’humains», il est apparu «qu’elle était aussi liée au rythme circadien de ces organes», puisque «HNF4A inhibe les protéines CLOCK et BMAL1, deux molécules importantes pour le rythme circadien des mammifères»: en fait, «CLOCK et BMAL1 forment un complexe qui agit sur des gènes cibles».Concrètement, si «à l'intérieur de la cellule, les rouages de l'horloge sont universels», les aiguilles de l'horloge «sont spécifiques à chaque organe», de sorte que le fonctionnement de l'horloge dans chaque cellule est différent. C'est ainsi que, dans le foie, l'étude a «examiné les protéines spécifiques des tissus et découvert que HNF4A est liée à l’horloge circadienne, qu’elle est régulée par l’horloge, qu’elle effectue un cycle avec l’horloge et que, en retour, elle régule l’horloge».
En fin de compte, cette étude peut «expliquer en partie pourquoi certaines maladies sont plus fréquentes chez des personnes qui n’ont pas un sommeil régulier, comme les travailleurs de nuit», car «au cours de la longue histoire des hominidés, l’évolution n’a pas fait de nous des humains déjà adaptés au travail décalé, aux lumières artificielles la nuit ou au jetlag, autant de facteurs qui perturbent notre horloge interne».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Deep Transient Slow Slip Detected by Survey GPS in the Region of Atacama, Chile» ont été publiés dans la revue Geophysical Research Letters, a permis de découvrir le premier séisme lent profond et potentiellement récurrent le long de l’interface de subduction Chilienne, en analysant plus de 15 ans de données GPS.
Indiquons tout d'abord que «contrairement aux séismes classiques qui se produisent brusquement et génèrent des ondes sismiques, les séismes lents peuvent durer de plusieurs jours à plusieurs mois, sans générer d’ondes sismiques mais en produisant des déplacements significatifs mesurables par GPS». Ainsi, «grâce aux déploiements de réseaux denses d’observations par GPS (Global Positioning System), des séismes lents (SSE pour Slow Slip Events) ont pu être observés le long de nombreuses zones de subduction (par exemple en Nouvelle-Zélande, au Japon, aux Cascades, au Mexique ou encore en Équateur)».
En fait, les séismes lents «correspondent à des phases transitoires de glissement lent asismique des failles de subduction à des profondeurs généralement plus importantes que les grands séismes» et ils «peuvent atteindre des magnitudes importantes (supérieures à 7) et se déclenchent assez régulièrement (typiquement tous les 3 à 4 ans)».
Comme «les mécanismes physiques contrôlant ces glissements lents restent assez mal compris», il est essentiel «de mieux comprendre leur influence sur le comportement des failles et leur impact en termes de risque sismique». On cherche, en particulier, à évaluer «dans quelle mesure les séismes lents sont capables de déclencher un séisme majeur dans la région où ils se produisent».
Pour ce qui concerne le Chili, qui est «l’une des zones de subduction les plus actives sur Terre, avec 3 séismes de magnitude supérieure à 8 depuis 2010», peu de séismes lents y ont été détectés: plus précisément, des glissements lents non récurrents ont été observés «avant l’occurrence des séismes d’Iquique en 2014 (Mw8.2) et de Valparaiso en 2017 (Mw6.9), avec des localisations superficielles sur l’interface de subduction». Cependant, «la proportion de glissement asismique associée à ces événements reste débattue».
Le fait qu'en «dehors de ces deux évènements, aucun séisme lent récurrent n’a été observé, contrairement à la plupart des autres zones de subduction» pourrait s'expliquer par le faible équipement en stations permanentes GPS de certaines régions du Chili, mais, jusqu’à présent, il n’était «pas possible de déterminer si les séismes lents n’étaient pas détectables en raison du faible nombre de station GPS disponible ou s’ils étaient simplement absents de cette zone».
Dans ce contexte, l'étude ici présentée a paré au déficit de stations GPS permanentes en déployant «un réseau de 70 marqueurs GPS qui sont mesurés annuellement depuis 2010». Ces données ont abouti à la mise en évidence d'un «déplacement centimétrique cohérent entre 2014 et 2016 dans la région d’Atacama confirmé par les stations GPS permanentes installées dans la région». Différents calculs, ont permis d'écarter «tout effet lié à des perturbations océaniques, atmosphériques, hydrologiques ou de séismes dans la région».
Au bout du compte, la modélisation «montre que ces observations peuvent être expliquées par un séisme lent profond d’une magnitude équivalente à 6.9 sur une durée supérieure à 1 an». Par ailleurs, «l'analyse d’une station GPS permanente installée depuis 2002 indique que des évènements similaires semblent s’être produits en 2005 et en 2009, ce qui pourrait correspondre à une récurrence de 4 à 5 ans».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Ancient DNA from chewing gums connects material culture and genetics of Mesolithic hunter-gatherers in Scandinavia» ont fait l'objet d'une prépublication en ligne sur le site BioRχiv, rapporte que l’analyse de l’ADN retrouvé sur des gommes de brai de bouleau d’un site archéologique suédois laisse penser qu’hommes, femmes et enfants mâchaient ces gommes comme un chewing-gum.
Plus précisément, l'étude ici présentée a analysé des morceaux de gommes préhistoriques trouvées dans le site archéologique Huseby Klev (ouest de la Suède), «où se pratique une technologie lithique venue de l’est». Une «centaine de ces chewing-gums de couleur sombre, de la taille d’un pouce, criblés de marques de dents» ont été découvert «dans une fosse mise à jour à la fin des années 1980».
L’analyse chimique de certains de ces morceaux a fait apparaître «qu’il s’agissait de brai de bouleau», une sorte de colle issue de résine végétale, qui «servait à la fabrication d'outils et d’armes» et qui «était aussi mâché, ce qui pouvait le rendre plus malléable pour ensuite coller de la pierre à de l’os ou du bois».
Du fait que ceux qui ont mâché ces gommes y ont laissé un peu de leur salive, l’ADN résiduel des échantillons testés qui «avaient plus de 9.000 ans», a été amplifié. Concrètement, l’ADN humain a été identifié dans trois échantillons: «chaque ADN venait d’un individu différent, deux étaient féminins et un masculin» et «au vu de la taille des dents estimée par les marques laissées sur la gomme, les 'mâcheurs' étaient des jeunes âgés entre 5 et 18 ans».
Comme d'autres «marques de dents adultes ont été trouvées sur le même site», on peut «imaginer que des individus de tous âges et des deux sexes mâchaient ces gommes et s’en servaient pour la fabrication d’outils». De plus, l'analyse génétique a «révélé que l’ADN provenait de chasseurs-cueilleurs scandinaves qui chassaient le renne en Suède et en Norvège, au mésolithique».
Cette étude «montre qu’il est possible d’étudier des populations anciennes même sans restes humains», mais il faut cependant souligner «qu’il n’est pas certain que les personnes qui ont mâché les gommes fabriquaient aussi des outils car le brai de bouleau ne provenait pas d’outils».
En fait, les gommes analysées n’étaient peut-être «que de vulgaires 'chewing-gums', peut-être aussi étaient-elles mâchées pour leurs vertus thérapeutiques». En tout cas, ces gommes ouvrent une voie de recherche intéressante, car, par exemple, elles pourraient à l'avenir «servir à identifier le microbiome de populations préhistoriques».
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Deux études, dont les résultats intitulés «Planck’s dusty GEMSV. Molecular wind and clump stability in a strongly lensed star-forming galaxy at z = 2.2» et «Planck’s dusty GEMS VI. Multi-J CO excitation and interstellar medium conditions in dusty starburst galaxies at z = 2–4» sont publiés dans la revue Astronomy and Astrophysics, montrent que les régions de formation d'étoiles les plus intenses de l'Univers jeune interagissent fortement avec leur environnement en échangeant rapidement d’énormes quantités de gaz. Ces travaux apportent ainsi un nouvel indice pour comprendre comment ces galaxies massives ont pu croître si vite, il y a environ 11 milliards d’années.
Rappelons tout d'abord que «les galaxies les plus massives ont connu leur phase de croissance la plus rapide lorsque l’Univers avait environ 20% de son âge actuel»: concrètement, «les immenses quantités de poussière et de gaz ont alors donné lieu à de véritables feux d'artifice de formation d'étoiles, environ cent fois plus rapides que dans la Voie Lactée». Ces étoiles «se sont principalement formées au sein de régions gazeuses, compactes et très massives, et dont les interactions avec les galaxies hôtes restent peu explorées».
Dans ce contexte, la première étude ici présentée a mis en évidence, «en utilisant les deux radiotélescopes de l'IRAM, l'observatoire NOEMA situé dans les Alpes (France) et le télescope de 30 mètres de Pico Veleta (Espagne)», que «ces pouponnières d'étoiles ne sont pas isolées, mais échangent constamment du gaz avec le milieu interstellaire environnant». En fait, c'est la première fois que «du gaz moléculaire éjecté d'une de ces pouponnières, et produisant un vent galactique pouvant évacuer la majorité du gaz de cette région en seulement quelques millions d'années» est observé.
Ce vent a été découvert «dans une galaxie récemment identifiée et surnommée 'l'Emeraude', environ 3 milliards d'années après le Big Bang, en analysant la raie d'émission du monoxyde de carbone». Cette observation «a été possible grâce à l’effet grossissant de 'lentille gravitationnelle', dû à la présence d’un amas de galaxies situé entre la Terre et l'Emeraude». De la sorte, «la formation des étoiles dans l'Emeraude sur des échelles de quelques centaines d'années-lumière, habituellement accessibles uniquement pour les galaxies proches» a pu être analysée.
Plus précisément, la raie d’émission du monoxyde de carbone qui «est une molécule couramment utilisée pour localiser le gaz moléculaire». contient une «composante spectrale dont le décalage témoigne d’une vitesse élevée, signature d’un vent important». En fait, «le gaz atteint des vitesses suffisamment élevées pour quitter cette région mais pas la galaxie elle-même, et va donc rester piégé».
Autrement dit, «le vent peut limiter la croissance de la région de formation d'étoiles, mais pas de la galaxie dans son ensemble». En outre, «si cette région éjecte plus rapidement son gaz qu'elle n'en accumule, elle pourra se dissoudre et libérer son contenu dans la galaxie hôte». En conséquence, ces zones denses de formation d'étoiles semblent «être des structures transitoires qui évoluent rapidement au sein des galaxies».
Pour sa part, la seconde étude a aussi analysé «les propriétés physiques des nuages moléculaires dans l'Emeraude et d'autres galaxies similaires, en observant plusieurs raies d'émission du monoxyde de carbone avec le télescope de 30 m de l'IRAM». Comme «ces transitions nécessitent différentes énergies pour être excitées», il est possible «en mesurant leur intensité relative», de déterminer «la densité et la température du gaz, ainsi que l'intensité du rayonnement produit par les jeunes étoiles récemment formées».
Alors que «de précédentes observations ont montré que, dans les galaxies à bouffées de formation d'étoiles proches de la Voie Lactée, le gaz atteint les densités et températures les plus extrêmes au sein des nurseries d'étoiles et qu’il est plus diffus dans les régions environnantes», dans les galaxies de l'Univers jeune, «l'émission du gaz moléculaire entre les pouponnières d'étoiles est beaucoup plus ténue, et donc très difficile à sonder».
Pour cela, il faut «détecter un grand nombre de raies d'émission avec différentes énergies d'excitation pour comprendre si ces galaxies lointaines hébergent un ou plusieurs régimes de phases gazeuses». Ainsi, les observations de l'IRAM ont révélé «en plus du gaz directement associé à la formation d'étoiles, une deuxième composante moins dense et pouvant atteindre jusqu'à la moitié de la masse totale en gaz dans ces galaxies». Les propriétés de cette composante «correspondent à des réservoirs de gaz répartis sur de grandes échelles et pouvant participer à la formation de nouvelles nurseries d'étoiles géantes».
Soulignons pour finir que les galaxies en question «ont été découvertes grâce au relevé du satellite Planck de l'ESA dans le domaine submillimétrique», car si Planck a «été principalement conçu pour étudier le rayonnement du fond diffus cosmologique, il s'est également révélé très utile pour identifier les galaxies les plus brillantes et les plus rares dans l’Univers jeune».
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