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Une étude, dont les résultats intitulés «Detailed polarization measurements of the prompt emission of five gamma-ray bursts» sont publiés dans la revue Nature Astronomy, a permis, grâce aux premiers résultats de POLAR, de révéler que, «contrairement aux théories développées», les sursauts gamma «ne sont ni complètement chaotiques, ni complètement organisés, mais un mélange des deux: dans chaque tranche temporelle, les photons oscillent dans une même direction, mais la direction d’oscillation change avec le temps, créant un ensemble chaotique».
Rappelons tout d'abord que «lorsque deux étoiles à neutrons entrent en collision ou qu’une étoile super massive s’effondre sur elle-même, un trou noir se crée», en émettant «pendant un bref instant une gigantesque bouffée de lumière très énergétique sous forme de rayons gamma, nommée sursaut gamma» (GRB), un phénomène qui «comprend tous les plus grands mystères de la physique actuelle : ondes gravitationnelles, relativité générale, température et accélération de particules beaucoup plus énergétiques que celle atteintes au CERN» («Sur Terre, seule la radioactivité peut émettre de tels rayons»).
Actuellement, ce phénomène, «encore très mystérieux», oppose deux écoles: l'une «considère que les photons qui constituent le sursaut gamma sont polarisés, qu’ils oscillent dans une même direction, soit verticale, soit horizontale» (dans ce cas, «la source des photons fournirait une direction privilégiée grâce à un champ magnétique et offrirait aux astronomes la possibilité de définir la géométrie et la taille du lieu de naissance du trou noir»), tandis que l'autre «suggère que le précurseur du trou noir est chaotique et que les photons ne sont pas polarisés, oscillant dans n’importe quelle direction».
Pour tenter de trancher ce débat, le premier détecteur d’astroparticules POLAR «assez puissant pour mesurer la polarisation des sursauts gamma» a été construit et «envoyé en 2016 sur le laboratoire spatial Chinois Tiangong-2, afin d’analyser les sursauts gamma». POLAR peut se décrire comme étant «un carré de 50x50 cm2 constitué de 1600 barres de scintillateur qui permet de faire entrer en collision des photons avec des atomes» de sorte «lorsqu’un photon percute une barre en entrant dans POLAR, il expulse un deuxième photon qui provoque une autre collision visible». Dans le cas où les photons sont polarisés, «une conformité de direction entre les deux impacts de photons» est observée, tandis que dans le cas où il n’ a pas de polarisation, «le second photon issu de la première collision partira dans n’importe quelle direction de manière totalement aléatoire».
Ainsi, POLAR a détecté, en six mois, 55 sursauts gamma et, dans le cadre de cette étude, «les oscillations de plusieurs milliers de photons provenant des 5 sursauts les plus brillants» ont été analysés. Il est apparu «une polarisation très faible» lorsqu’on «analyse la polarisation d’un sursaut gamma dans son ensemble», ce «qui favorise certaines théories».
Face à cette première observation, l'étude s'est focalisée «plus en détail sur un sursaut gamma très puissant» qui a été «découpé en tranches temporelles de deux secondes» et, cette fois, il a été constaté «qu’au contraire, les photons sont très polarisés dans chaque tranche, mais que chaque tranche oscille dans une direction différente», ce qui explique la vision globale d'un sursaut gamma «très chaotique et peu polarisée».
Il en résulte «que dans le processus de création d’un trou noir, il y a des phases successives qui font évoluer la direction de polarisation dans différentes positions», sans qu'on sache encore pourquoi. En conséquence, ces nouveaux éléments devront être intégrés dans les projections des théoriciens, qui sont «partiellement remises en causes». En tout cas, «afin de pouvoir encore creuser dans cette organisation chaotique des trous noirs», la construction d'un POLAR-2, «plus grand et plus précis», est envisagée.
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Une étude, dont les résultats intitulés «Photoredox catalysis using infrared light via triplet fusion upconversion» ont été publiés dans la revue Nature, a permis, grâce à des nanoparticules, de rendre visible le spectre infrarouge par des souris, qui comme les humains sont normalement incapables de percevoir ces longueurs d'onde.
Rappelons tout d'abord que si le spectre des longueurs d'onde visible s'étend de 380 à 740 nanomètres, la longueur d'onde de l'infrarouge (IR) «est comprise entre 750 nm et 0,1 mm environ». Ce spectre infrarouge est notamment «utilisé par les lunettes de vision nocturne qui le convertissent en lumière visible selon son intensité», car des ondes infrarouges «sont émises par les objets chauds (comme un corps humain ou un moteur de voiture)».
Pour sa part, l'étude a fait appel «des nanoparticules dites 'à conversion ascendante' qui convertissent les photons IR en photons dans le spectre visible» et qui ont été injectées «dans les yeux de souris» et sont «venues se fixer aux cellules photoréceptrices de l'œil».
Alors que «ces bâtonnets et cônes absorbent normalement uniquement la lumière visible que le cerveau interprète pour donner la vue», les nanoparticules, «qui 'traduisent' la lumière de l'ordre de 980 nm en longueur d'onde plus courte (535 nm, soit la longueur d'onde du vert)», ont dotés les souris d'une «vision infrarouge tout en conservant leur vision du spectre habituel».
Au bout du compte, il a été constaté que «les nanoparticules sont restées fixées près de 10 semaines avec un minimum d'effets secondaires (la cornée est restée un peu trouble au départ mais cela s'est rapidement dissipé)». Durant l'expérience, la souris a «pu reconnaître différentes formes éclairées par la lumière IR et invisibles par l'œil humain, comme un triangle ou un cercle». Il a été «vérifié que les pupilles se contractaient et que le système nerveux de la rétine et du cortex visuel était bien activé».
Du fait de «la similitude entre les systèmes de visions de la souris et de l'homme», il est probable que cela pourrait fonctionner chez l'humain, mais «il n'est pas certain que le cerveau puisse correctement interpréter ces nouveaux signaux». D'autre part, «si les nanoparticules ne semblent pas avoir d'effet indésirable dans l'immédiat, des injections répétées (l'effet étant transitoire) pourraient peut-être s'avérer néfastes pour les yeux à long terme». C'est pour cela que les chercheurs travaillent «à l'élaboration de nanoparticules organiques plus compatibles avec la physiologie de l'œil humain».
Ainsi, ces travaux paraissent ouvrir un vaste champ d'applications puisque ces nanoparticules pourraient être utilisées dans les domaines militaires ou de la sécurité en dotant «les intervenants d'une vision nocturne temporaire» et aussi être employées à «restaurer des défauts visuels, en modifiant ou en intensifiant certaines couleurs», en particulier, il apparaît «possible d'améliorer la perception des couleurs chez les personnes souffrant de dégénérescence maculaire, une des principales causes de perte de vision liée à l'âge».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Pantasma: Evidence for a Pleistocene circa 14 km diameter impact crater in Nicaragua» ont été publiés dans la revue Meteoritics and Planetary Science, révèle qu'une large dépression circulaire de 14 kilomètres de diamètre dans les montagnes du nord du Nicaragua, nommée Pantasma, résulte de l’impact d’un astéroïde il y a 800 000 ans alors que jusqu'ici cette dépression circulaire «dans les roches volcaniques» était «réputée provenir d’un effondrement volcanique».
Plus précisément, «une étude de terrain menée en 2016 et les analyses pétrologiques et géochimiques du matériel récolté» montrent «que cette dépression résulte de l’impact d’un astéroïde qui aurait eu lieu il y a 800 000 ans, un événement beaucoup plus récent que le volcanisme local».
Concrètement, «la datation a été obtenue par la radiochronologie Argon/Argon sur un verre produit par l’impact», dont la formation par impact «est démontrée par la très faible teneur en eau et la présence de deux phases de haute pression polymorphes du quartz et du zircon: la coesite et la reidite».
En fait, «les conditions pendant l’impact sont estimées à une température supérieure à 2000°C et une pression supérieure à 30GPa». En outre, «une brèche d’impact trouvée dans le centre du cratère révèle la trace de matière extraterrestre, démontrée par les rapports isotopiques du chrome».
Par ailleurs, «la composition isotopique de l’impacteur en provenance de la ceinture d’astéroïdes correspond à une chondrite ordinaire» et «la modification de la forme du cratère par l’érosion très active de la région a été modélisée et est compatible avec l’âge de l’impact».
Ainsi, «Pantasma est le premier cratère d’impact découvert en Amérique centrale, et seulement le quatrième de plus de dix kilomètres et de moins de trois millions d’années connu sur Terre (avec les cratères de Bosumtwi au Ghana, Zhamanshin au Kazakhstan et Hiawatha au Groenland, publié en 2018)».
Au bout du compte, cette étude «confirme qu’il reste de nombreux gros cratères exposés en surface à découvrir sur Terre, de préférence dans les régions reculées (telle que le Groenland) ou peu étudiées (Afrique, Amérique latine, Asie), où la densité de gros cratères connus est en moyenne cinq fois plus faible qu’en Europe, Amérique du Nord et Australie» («le premier groupe de continents compte seulement quatorze cratères de plus de dix kilomètres exposés en surface, soit deux fois moins que le deuxième groupe, alors que sa superficie est plus du double»).
Dans le prolongement de cette étude, les auteurs proposent également «de tester l’hypothèse que le champ de verres d’impact distal (tectites) découvert au Belize par le géologue pétrolier Jean Cornec, 500 km plus au nord, provient du cratère de Pantasma», car «les ages Argon/Argon sont concordants ainsi que la composition isotopique et chimique». Surtout, «le couple (tectite du Belize, cratère de Pantasma) présente des caractéristiques très proches du couple (tectite de Côte d’Ivoire, cratère de Bosumtwi), y compris le même type d’impacteur».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Revised paleoaltimetry data show low Tibetan Plateau elevation during the Eocene» ont été publiés dans la revue Science, révèle, en s’appuyant sur des simulations du climat, combinées à des mesures isotopiques de l’oxygène dans des carbonates, que les hauts plateaux tibétains se seraient formés plus tardivement que ce qui était admis jusqu’à présent.
Rappelons tout d'abord que le plateau tibétain, qui «est un vaste ensemble de hauts plateaux, situé au nord de l'Himalaya, principalement en Chine», a été «créé à la suite de la collision des plaques indienne et eurasienne au cours du Cénozoïque, il y a environ 50 millions d’années». Son altitude, «dépassant souvent 5000 mètres», en fait «une des plus grandes structures topographiques de la Terre» qui «a d'importants effets sur le climat régional et global». Cependant, sa genèse «reste encore un sujet de débat».
Habituellement, «pour reconstituer les paléo-altitudes à diverses époques», la méthode de la paléo-altimétrie isotopique est utilisée. Concrètement, on fait appel à «la relation observée entre la teneur relative en oxygène 18 (c’est-à-dire l’isotope 'lourd' minoritaire de l’oxygène, également appelé '18 O') contenu dans l’eau des précipitations et l’altitude»: en effet, «plus l’altitude est élevée, plus la vapeur d’eau est appauvrie en 18 O parce que celui-ci se condense légèrement plus que l’isotope majoritaire ('16 O')».
De la sorte, «en mesurant la teneur relative en 18 O dans des carbonates», «des informations sur les précipitations contemporaines de la formation du minéral» sont recueillies, qui peuvent, «moyennant des hypothèses sur la température de formation des carbonates», permettre de «déduire l’altitude de cette formation». Cependant, bien que «la plupart de ces études conclut que le plateau a atteint une altitude très élevée dès l'Éocène, il y a environ 40 millions d'années», des «changements dans la dynamique de l’atmosphère et dans le cycle de l’eau sont susceptibles de biaiser ces reconstructions».
Dans ce contexte, l'étude ici présentée a utilisé, pour éviter ces biais, «un modèle de circulation générale atmosphérique simulant explicitement le fractionnement isotopique dans l’eau pour évaluer l'influence des conditions paléo-géographiques et climatiques propres à l'Éocène sur la teneur relative en 18 O des eaux de pluie».
Au bout du compte, «ces simulations du climat, remontant les 42 dernières millions d’années, conduisent à un fractionnement isotopique très différent du modèle communément utilisé en paléo-altimétrie isotopique». Il en découle que «la réévaluation des données issues des mesures isotopiques sur les carbonates à l’aune de ces nouvelles simulations suggère des altitudes faibles à modérées (inférieures à 3000 mètres, contrairement aux 5000 mètres avancés avec la méthode habituelle) pendant l'Éocène».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Extended stellar systems in the solar neighborhood II. Discovery of a nearby 120° stellar stream in Gaia DR2» sont publiés dans la revue Astronomy & Astrophysics, a permis, grâce au relevé Gaia DR2, d'identifier, dans la Voie lactée, un courant stellaire jusqu'alors inconnu, composé de 4.000 étoiles se déplaçant ensemble à une vitesse à peu près similaire depuis 1 milliard d'années.
Rappelons tout d'abord que «les courants stellaires sont des rémanents d'amas globulaires ou de galaxies naines étirés par les forces de marée galactiques» et que «plusieurs d'entre eux ont déjà été découverts dans la Voie lactée, essentiellement dans son halo». Le nouveau venu a été découvert en analysant la vitesse des étoiles dans un rayon de 300 parsecs (un peu moins de 1.000 années-lumière) autour de notre Soleil.
Ce courant stellaire, qui «se trouve tout proche de nous, à 326 années-lumière, et barre presque qu'entièrement le ciel de l'hémisphère sud», provient «d'un amas stellaire et est particulièrement grand (1.300 années-lumière de long) et massif pour un courant évoluant au sein du disque galactique». En fait, «seules 200 de ses étoiles ont été effectivement observées par le satellite Gaïa», mais l'étude estime «qu'il en contiendrait au moins 4.000». Cette découverte devrait «notamment contribuer au calcul de la masse de la Voie lactée».
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