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Une étude, dont les résultats intitulés «Measurement and implications of Saturn’s gravity field and ring mass» sont publiés dans la revue Science, aboutit à la conclusion, à partir des ultimes observations de la sonde Cassini, que les anneaux de Saturne sont apparus très récemment, il y a 10 à 100 millions d'années.
Notons tout d'abord que «Saturne, sixième planète en partant du Soleil, s'est formée il y a quatre milliards et demi d'années, au début du système solaire» et aurait donc vécu pendant la quasi-totalité de son existence sans les anneaux que l'on observe actuellement. En fait, les planétologues avaient déjà relevés de nombreux indices de l'âge relativement jeune des anneaux, «mais leur âge exact restait l'une des grandes énigmes du système solaire».
L'étude ici présentée apporte une réponse chiffrée à ce mystère, grâce à «la sonde américano-européenne Cassini, lancée en 1997», qui «a tiré sa révérence en 2017»: elle a, en effet, «récupéré les données permettant de calculer cet âge» à la fin de sa mission. Plus précisément, «Cassini a effectué 22 orbites, passant entre Saturne et ses anneaux» pour s'en rapprocher comme jamais auparavant, «avant d'aller se désintégrer délibérément dans l'atmosphère de la planète, à bout de carburant».
Ces manœuvres ont permis «de mesurer les forces gravitationnelles exercées respectivement par les anneaux et par la planète pendant ces plongeons, et d'en inférer la masse des anneaux». L'étude est ainsi parvenue au moyen de la valeur de cette masse, «combinée à d'autres données», à obtenir une estimation de l'âge des anneaux, car «plus la masse est faible, plus les anneaux sont jeunes» du fait qu'en vieillissant, «les anneaux attirent des débris et s'alourdissent».
Soulignons pour finir que «les anneaux sont constitués à 99% de glace» et que, si «l'étude ne répond pas à la question de leur origine», elle renforce les théories de «l'éclatement d'une comète qui se serait rapprochée trop près de la planète» ou de collisions de lunes glacées de Saturne.
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Une étude, dont les résultats intitulés «A circumbinary protoplanetary disk in a polar configuration» sont publiés dans la revue Nature Astronomy, a permis, grâce au réseau ALMA de préciser notre connaissance d'un système stellaire déjà connu à environ 146 années-lumière du Soleil dans la constellation de la Coupe : HD 98800 (*).
En réalité, il s'agit «de deux étoiles doubles en orbite l'une autour de l'autre, HD 98800 A et HD 98800 B». Alors qu'en 2007, «un disque protoplanétaire a été découvert en orbite autour de HD 98800 B», il «apparaît aujourd'hui que ce disque est perpendiculaire au plan de l'orbite de cette étoile double, et que la matière qu'il contient est sur des orbites polaires», un «résultat démontré pour la première fois», mais qui était attendu «sur les bases des simulations numériques».
Comme ce disque présente certaines des signatures attribuées «à l'accrétion de la poussière autour des étoiles simples», cela suggère «que la formation d'une exoplanète peut au moins démarrer dans un disque circumbinaire polaire».
Donc, «si le processus de formation d'une planète peut arriver à terme», cela laisse penser qu'il existe «peut-être toute une population d'exoplanètes circumbinaires similaires, avec en plus des variations saisonnières étranges» à découvrir, puisque «de la surface de telles exoplanètes dans le plan du disque de débris», on verrait non seulement des soleils «qui sembleraient entrer et sortir du plan du disque presque perpendiculairement à l'horizon», mais «les saisons devraient également varier selon les latitudes».
Lien externe complémentaire (source Simbad)
(*) HD 98800
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Une étude, dont les résultats intitulés «First systematic assessment of dental growth and development in an archaic hominin (genus, Homo) from East Asia» ont été publiés dans la revue Science Advances, rapporte l'analyse de dents vieilles de plus de 100.000 ans, qui ont été retrouvées dans les années 70 à Xujiayao dans le nord de la Chine et qui, par leurs étranges caractéristiques, se rapprochent des dents de populations modernes.
En fait, la structure de ces dents «est assez complexe, avec de nombreux traits accessoires» et «la morphologie des molaires supérieures du spécimen de Xujiayao semble être très similaire à celle des Dénisoviens».
Rappelons ici que «l'homme de Denisova n'est pas un de nos ancêtres mais, comme Néandertal, plutôt un cousin», dont «on ne sait pas grand-chose», car si «quelques restes (dont des dents) ont été découverts dans une grotte de l'Altaï en Sibérie», c'est «essentiellement l'analyse ADN de ces restes qui a permis de comprendre son existence». Les Denisoviens devaient «peupler une grande partie du continent asiatique, quand l'homme de Néandertal peuplait l'Europe».
Cependant, pour les restes de Xujiayao, «la difficulté c'est qu'il n'y a pas d'information génétique disponible» et qu'il est loin d'être évident de comparer ces dents avec celles l'homme de Denisova «au vu du très faible nombre de restes parvenus jusqu'à nous». Il y a donc des controverses en perspectives. En tout cas, cette hypothèse est à considérer, car de récentes études génétiques montrent «qu'une grande partie des populations océaniques et asiatiques modernes conservent dans leur ADN» une petite partie du patrimoine génétique de l'homme de Denisova.
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Une étude, dont les résultats intitulés «Inhaled Nanoformulated mRNA Polyplexes for Protein Production in Lung Epithelium» ont été publiés dans la revue Advanced Materials, a abouti à la mise au point d'une toute nouvelle forme de traitement génétique qui introduit l’ARN messager (acide ribonucléique messager ou ARNm) directement dans les poumons par inhalation pour réparer les cellules pulmonaires endommagées.
Rappelons tout d'abord que «l’intérieur de nos poumons est tapissé de cellules épithéliales qui produisent des protéines protectrices, par exemple en fabricant du mucus ou des substances antimicrobiennes». Cependant, «dans certaines pathologies (asthme, BPCO, mucoviscidose…) ou lors d’agressions (tabac, pollution, inhalation de produits toxiques…), l’ADN de ces cellules est endommagé, empêchant leur bon fonctionnement».
Notons également que l’ARNm «est une copie de fragment d’ADN qui transporte l’information génétique du noyau de la cellule vers le ribosome, chargé des produire les protéines correspondantes». L'étude ici présentée part de l'idée qu'en «injectant un brin d’ARNm sain contenant les bons gènes à exécuter dans chaque cellule épithéliale pulmonaire dont l’ADN est altéré, il va ainsi court-circuiter la communication normale entre le noyau et le ribosome»: déjà, «plusieurs thérapies géniques, notamment contre le cancer ou certaines maladies génétiques» exploitent ce recours.
Néanmoins, du fait que cet ARN messager est très fragile, car «lorsqu’il est administré par injection ou inhalation, il se désagrège généralement avant d’atteindre la membrane cellulaire», il faut «l’envelopper dans une substance protectrice». Comme «de précédents essais ont été menés avec un matériau appelé PEI (polyethylenimine ou polyaziridine), un polymère couramment utilisé en biologie mais dont l’accumulation peut s’avérer toxique car il n’est pas éliminé facilement par l’organisme», cette étude a testé un «autre composé, le bêta-amino ester, qui lui est entièrement biodégradable».
Concrètement, «l'ARNm a été incorporé à l’intérieur de sphères de 150 nanomètres de diamètre, elles-mêmes, mises en suspension dans un aérosol» et des tests ont été effectués «chez la souris en utilisant un nébuliseur rempli d’ARNm produisant de la luciférase», une protéine bioluminescente. Il est alors apparu, «après un délai de 24 heures d'inhalation», que «24,6 % des cellules épithéliales se sont mises à produire la fameuse luciférase dans chacun des 5 blocs pulmonaires, preuve que l’ARN messager faisait bien son travail».
Cependant, comme «le taux de luciférase chute relativement rapidement», Il est nécessaire de répéter ce traitement pour obtenir une bonne efficacité thérapeutique. Pour finir, soulignons que l'avantage de cet effet transitoire est que cette thérapie «n’entraîne pas d’effets secondaires».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Design and characterization of electrons in a fractal geometry» ont été publiés dans la revue Nature Physics, a permis de mettre en évidence que, dans un système dont la géométrie est fractale, les électrons héritent de ces caractéristiques fractales.
Rappelons tout d'abord que l'une des propriétés des fractales (*), qui sont des structures dont le motif «semble se répéter à l’identique à différentes échelles», est «qu’elles ont une dimension spatiale non entière, à mi-chemin entre une courbe et une surface». Cette particularité a été exploitée dans l'étude ici présentée qui a élaboré «des systèmes quantiques de dimension non entière» en vue d'analyser la dynamique des électrons.
Concrètement, les propriétés d’un système électronique dépendent «de façon cruciale de son nombre de dimensions». Cette relation peut être illustrée par l’effet Hall quantique qui «correspond à une quantification de la conductance du matériau (l’inverse de la résistance)»: cet effet, qui «se manifeste dans des systèmes bidimensionnels (des dispositifs peu épais où la troisième dimension peut être négligée)», «n'existe pas dans des matériaux à une seule dimension, comme des chaînes d’atomes ou des nanotubes, et, en général, il ne peut pas se produire dans des matériaux tridimensionnels». De même, «d’autres phénomènes ne s’observent que dans les systèmes à une dimension».
Dans ce contexte, cette étude a été entreprise pour aller plus loin et découvrir le comportement des électrons «dans un système de dimension non entière» en construisant «une structure fractale inspirée du triangle de Sierpiński». Relevons que le triangle de Sierpiński (**) «est un exemple simple de fractale, dont la dimension est de 1,58».
Plus précisément, la construction commence en accolant par leurs sommets trois triangles équilatéraux pour former un nouveau triangle, avec un 'trou' équilatéral au milieu. Puis, «on recolle trois exemplaires de cette structure pour construire un autre triangle avec un trou, et ainsi de suite». Cette procédure reproduite à l'infini «conduit à une structure qui présente le même motif à toutes les échelles».
Dans cette étude, une structure de Sierpiński a été construite «en déposant des molécules de monoxyde de carbone sur un substrat de cuivre grâce à la pointe d’un microscope à effet tunnel» de sorte que «dans le substrat de cuivre, les électrons circulent librement, tandis que les molécules de monoxyde de carbone jouent le rôle de barrières». Ainsi, «avec une disposition astucieuse des molécules (où les plus proches sont distantes de seulement 1,1 nanomètre)», un triangle de Sierpiński de rang 3 a pu être dessiné.
Ensuite, des techniques spectroscopiques ont été utilisées «pour mesurer la fonction d’onde électronique, l’objet mathématique qui décrit le comportement des électrons dans le système». Il est alors apparu «que le caractère fractale du triangle de Sierpiński, de dimension 1,58, se reflète dans les propriétés de cette fonction d'onde». Pour finir, ces mesures ont été confirmées avec des modèles numériques.
Cette étude ouvre ainsi un vaste champ d’investigation sur les systèmes à dimensions fractales «dont les propriétés pourraient être très surprenantes».
Liens externes complémentaires (source Wikipedia)
(*) Fractale
(**) Le triangle de Sierpiński
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