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    Une étude, dont les résultats intitulés «Sodium and Potassium Signatures of Volcanic Satellites Orbiting Close-in Gas Giant Exoplanets» ont été soumis à la revue The Astrophysical Journal et sont disponibles en pdf, laisse penser, sur la base de prédictions théoriques correspondant à des observations, qu'une exolune pourrait exister autour d'une Jupiter chaude connue sous la dénomination de WASP-49b (*), en orbite autour d'une naine jaune (donc une étoile de type solaire), WASP-49 (**), située dans la constellation du Lièvre et à environ 550 années-lumière de la Terre.

     

    Notons tout d'abord que WASP-49b «a été découverte au début des années 2010 lors d'une campagne d'observations menée dans le cadre de WASP (Wide Angle Search for Planets ou 'recherche à angle large de planètes'), un projet de recherche d'exoplanètes par la méthode du transit astronomique mené avec deux instruments identiques installés sur les sites de deux observatoires, à savoir l'Observatoire du Roque de los Muchachos et l'observatoire astronomique sud-africain».

     

    D'autre part, «il y a quelques années, des raies spectrales associées aux atomes de sodium neutre formant un gaz chaud ont été détectées à une altitude anormale autour de WASP-49b». La détection de ces raies a été réalisée «dans le cadre de la campagne d'observation Hot Exoplanet Atmospheres Resolved with Transit Spectroscopy (Hearts) menée avec le fameux spectrographe High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (Harps) équipant le télescope de 3,6 mètres de l'ESO, à l'observatoire de La Silla au Chili».

     

    Il se trouve que, dans le Système solaire, «on connait l'existence d'un tore chaud autour de Jupiter composé de soufre, d'oxygène et de chlore ionisés ainsi que d'atomes de sodium et potassium sous forme atomique donc neutre». On sait de plus que «ce tore est le produit du volcanisme de Io et des panaches crachés lors des éruptions de ses volcans».

     

    Comme le gaz de sodium neutre est si loin de WASP-49b «qu'il est peu probable qu'il soit émis uniquement par des vents planétaires», en se basant «sur des modèles faisant intervenir une exo-Io», il apparaît que «le sodium se trouve exactement où il doit être».

     

    Cependant, si la présence d'une grande quantité de sodium à grande distance d'une exoplanète peut s'expliquer «par la présence d'une exo-Io, elle peut aussi s'expliquer «par un simple anneau ionisé». Néanmoins, dans le cas de WASP-49b, «les observations et les calculs penchent pour le moment en faveur de la première hypothèse».

     

     

    Lien externe complémentaire (source Exoplanetcatalogue)

    (*) WASP-49 b

    Lien externe complémentaire (source Simbad)

    (**) WASP-49

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «On the cosmological constant problem» ont été publiés dans la revue Physics Letters B, propose une approche qui semble être en mesure de résoudre l'incohérence de l'estimation de la constante cosmologique Λ (lambda), d'abord introduite il y a un siècle par Albert Einstein dans sa théorie de la relativité générale, estimation considérée ici comme la pire de toute l’histoire de la physique: ce problème peut être résolu en acceptant l'idée qu’une autre constante, celle de la gravitation universelle G de Newton qui intervient aussi dans les équations de la relativité générale, puisse varier.

     

    Rappelons tout d'abord que lorsqu'Albert Einstein avait introduit la constante cosmologique dans les équations de la relativité générale, il l'avait fait «pour que sa théorie soit compatible avec un Univers qu’il imaginait statique». Néanmoins, avec la découverte en 1929, par le physicien Edwin Hubble «que les galaxies s’éloignent toutes les unes des autres, signe que l’Univers est en réalité en expansion», elle est alors apparue inutile.

     

    Cependant, l’analyse précise des supernovæ lointaines offre en 1998 «la preuve que l’expansion de l’Univers, loin d’être constante, subit même une accélération, comme si une force mystérieuse faisait gonfler le cosmos de plus en plus rapidement». A cause de cela, la constante cosmologique est «de nouveau appelée à la rescousse afin de décrire ce que les physiciens appellent l’'énergie du vide'», une énergie de nature «inconnue (on parle d’énergie sombre, de quintessence, etc), mais qui est responsable de l’expansion accélérée de l’Univers».

     

    Une valeur expérimentale de cette constante cosmologique a alors été fournie par «les observations les plus précises des supernovæ et surtout du fond diffus cosmologique (un rayonnement micro-onde qui provient de tous les points du ciel et qui est considéré comme la relique du Big Bang)»: elle est très petite (1,11 × 10−52 m−2) mais suffisante «pour générer l’effet désiré d’une expansion accélérée».

     

    Le problème, c’est que la valeur théorique de cette constante «obtenue grâce à la théorie quantique des champs selon laquelle, à toute petite échelle, en tout point de l’espace et à tout moment, des couples de particules se créent et s’annihiler quasi-instantanément» est très différente [«l'énergie de cette 'fluctuation du vide' (un phénomène bien réel) est interprétée comme une contribution à la constante cosmologique»].

     

    En fait, «on obtient un chiffre énorme (3,83 × 10+69 m−2), largement incompatible avec la valeur expérimentale». L'estimation représente même «le plus grand écart jamais obtenu» entre «la théorie et l’expérience dans l’ensemble de la science» (un facteur 10^120, c’est-à-dire un «1» suivi de 121 «0»).

     

    Pour sa part, l'auteur de l'étude ici présentée a eu il y a quelques années «l’idée originale d’introduire une variation dans la constante universelle de gravitation G (celle de Newton) qui apparaît dans les équations d’Einstein». Autrement dit, «l’Univers dans lequel nous vivons (avec un G valant 6,674 08 × 10−11 m3/kg s2) devient un cas particulier parmi un nombre infini de possibilités théoriques différentes».

     

    En fin de compte, cette approche mathématique «permet, après nombre développements et hypothèses, de calculer le paramètre ΩΛ (oméga lambda) qui est une autre manière d’exprimer la constante cosmologique mais qui est nettement plus facile à manier». ΩΛ «désigne aussi la fraction actuelle de l'univers qui est composée d’énergie sombre (le reste étant composé de matière)». Comme la valeur théorique obtenue «est de 0,704, ou 70,4%», on peut dire que «ce chiffre est en bon accord avec la meilleure estimation expérimentale obtenue à ce jour: 0,685, ou 68,5%».

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «An actin-based viscoplastic lock ensures progressive body-axis elongation» ont été publiés dans la revue Nature, a permis d'identifier un mécanisme qui bloque les formes cellulaires dans les états transitoires de façon que la morphogenèse progressive des organes puisse s'effectuer.

     

    Relevons tout d'abord que «nos cellules sont toutes régulièrement soumises à des forces mécaniques externes d’origines variées qui peuvent en modifier la forme, la division, la migration, ou leurs fonctions physiologiques» et que «plusieurs maladies ainsi que certaines formes de cancer, sont avant tout dues à une mauvaise réponse au stress mécanique». De ce fait, il est essentiel de «mieux comprendre comment nos cellules sentent et répondent à ces stimuli mécaniques».

     

    Dans ce contexte, pour «étudier comment les forces mécaniques influencent le comportement des cellules», l'étude ici présentée a analysé «l’élongation embryonnaire du ver Caenorhabditis elegans (C. elegans)», facile à observer in vivo en laboratoire. Concrètement, «au cours de la deuxième partie de son élongation embryonnaire, l’embryon de C. elegans s’étire pour devenir deux fois plus long dans l’axe tête-queue dans un processus impliquant l'apport mécanique extrinsèque de contractions musculaires qui déforment l'épithélium externe (épiderme)».

     

    Comme «ce processus dure un peu plus d’une heure et a lieu sans division cellulaire», l'étude a eu pour objectif de «comprendre comment les contractions répétées des muscles selon ce même axe tête-queue pouvaient bien favoriser l’allongement progressif de tout l’embryon».

     

    En effet, «en première approximation, l’idée que des déformations répétées de l’épiderme puissent doubler la longueur de l’embryon semblait contradictoire avec le fait qu’un muscle reprend sa forme originelle après une contraction en raison de l’élasticité du système». L'hypothèse avancée «a été qu’il pourrait exister un mécanisme permettant de bloquer transitoirement la forme de l’embryon après chaque contraction musculaire».

     

    Pour le prouver, «une démarche expérimentale interdisciplinaire alliant génétique, biologie cellulaire et physique» a été développée et «le lien entre déformation et l’élongation de la forme de l’embryon» a été rationalisé par une modélisation mathématique. Cette étude a ainsi «permis d'identifier la nature moléculaire de la machinerie de blocage de la forme».

     

    Plus précisément, «en partant d’une protéine connue pour réguler certaines propriétés mécaniques des cellules (une protéine kinase)», l'étude a «pu identifier un nouveau partenaire (une protéine du cytosquelette membranaire, l’alpha-spectrine), et montrer que l’absence conjointe de ces deux facteurs conduit l’embryon à s’allonger puis à revenir à sa taille initiale (rétraction)».

     

    Il a été ainsi établi, «grâce à des approches génétiques et à l’imagerie à haute résolution in vivo», que «ces deux protéines orchestrent la réorganisation du cytosquelette d’actine (réseau intracellulaire conférant rigidité et élasticité à la cellule) de l’épiderme à l’aide de protéines capables de couper puis de coiffer les filaments d’actine».

     

    Ces données, qui «suggèrent fortement que ces protéines contrôlant la réorganisation du réseau d’actine permettent de bloquer la forme des cellules selon un processus apparenté à un mécanisme à cliquet», mettent en évidence «l'importance de la (visco)-plasticité physique dans la modification de la forme des cellules». Jusqu'ici, la base moléculaire de l'idée récente «que la plasticité pourrait être importante en biophysique cellulaire» n'avait pas été caractérisée.

     

    Ces observations concernent potentiellement «toutes les configurations anatomiques où des cellules contractiles sont en contact avec un épithélium, ce qui est le cas de la plupart de nos organes», car «les contractions des cellules contractiles pourraient, par un processus comparable à celui décrit dans cette étude, influer sur la morphogenèse de l’organe, ou les processus de cicatrisation après blessure».

     

    De plus, «dans la mesure où il est fort probable que des tumeurs apparaissent à côté des cellules qui se contractent, les propriétés des cellules tumorales pourraient s’en trouver modifiées ce qui pourrait augmenter leur invasivité». De ce fait, «la caractérisation plus poussée du nanosystème décrit dans ce travail pourrait aider à mieux comprendre la morphogenèse et la tumorigenèse des organes des vertébrés».

     

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «Rare De Novo Missense Variants in RNA Helicase DDX6 Cause Intellectual Disability and Dysmorphic Features and Lead to P-Body Defects and RNA Dysregulation», ont été publiés dans la revue AJHG (The American Journal of Human Genetics), a permis de mettre en lumière un nouveau gène impliqué dans la déficience intellectuelle: il s'agit d'un gène codant une hélicase à ARN de la famille des DEAD-box appelée DDX6.

     

    Rappelons tout d'abord que «la déficience intellectuelle (DI) regroupe un ensemble de troubles neurodéveloppementaux caractérisés par une grande hétérogénéité génétique, avec plus d’un millier de gènes impliqués». Concrètement, «plusieurs de ces gènes codent des protéines liant l’ARN messager et jouant un rôle dans la régulation de l’expression des gènes en aval de la transcription».

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée a permis d'identifier «des mutations dans le gène DDX6 survenues de novo chez cinq enfants présentant une DI associée à des caractéristiques dysmorphiques similaires». Il a été observé que «ces mutations entrainent des changements d'acides aminés au sein d'un domaine particulier de la protéine DDX6», qui «est une hélicase nécessaire pour former des granules cytoplasmiques appelés P-bodies, qui contiennent de nombreuses enzymes contrôlant la traduction et la dégradation des ARN messagers».

     

    L'étude montre «que les mutations de DDX6 rendent la protéine incapable de former des P-bodies». Cette protéine «perd sa capacité à interagir avec certaines de ses protéines partenaires, LSM14A et 4-ET, elles aussi impliquées dans la formation de P-bodies». En outre, l'analyse des ARN messagers (transcriptome) réalisée sur les cellules d’un des patients» a «révélé un défaut de dégradation des ARN messagers qui évoque celui observé lorsqu’on supprime l’expression de DDX6 dans des cellules cultivées au laboratoire».

     

    En fait, «ce n’est pas la première fois qu’une hélicase à ARN est impliquée dans un trouble neurodéveloppemental», puisque «le gène DDX3X, localisé sur le chromosome X, est responsable, quand il est muté, d’une forme de DI avec épilepsie et mouvements anormaux, qui compte parmi les formes monogéniques de DI les plus fréquemment retrouvées chez les filles». De plus, «des mutations dans d’autres hélicases de la même famille ou de familles proches (DHX30, DDX59, etc.) ont également été rapportées récemment chez des individus avec DI».

     

    Au bout du compte, ces nouvelles observations «mettent en lumière qu’un disfonctionnement de la protéine DDX6 causé par des anomalies génétiques peut conduire à un trouble du neurodéveloppement avec DI» et elles «soulignent le rôle central des régulations post-transcriptionnelles dans le développement du cerveau».

     

     


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    Une étude, dont les résultats intitulés «The afterglow and kilonova of the short GRB 160821B» sont publiés dans la revue MNRAS et disponibles en pdf, a permis, en compulsant des archives de Hubble, de découvrir une kilonova observée en 2016 et associée au sursaut gamma court GRB160821B.

     

    Relevons tout d'abord qu'une kilonova est «environ 1.000 fois plus lumineuse qu'une nova provoquée par une explosion thermonucléaire récurrente à la surface d'une naine blanche accrétant de la matière alors qu'une supernova est environ 100 fois plus brillante qu'une kilonova».

     

    Alors que, «depuis le début des années 2000 et notamment en 2013», on avait trouvé des candidats au titre de kilonova, ce n'est qu'en 2017, avec «la détection de la source GW 170817 par LIGO et Virgo», qu'on a pu «conclure que l'on avait vraiment observé pour la première fois une kilonova et que le sursaut gamma court associé, GRB 170817A, détecté à la fois par les satellites Fermi et Integral, était bel et bien le produit d'une collision entre deux étoiles à neutrons». Plus précisément, les ondes gravitationnelles mesurées par les deux détecteurs avaient «permis de localiser la collision sur la voûte céleste où la contrepartie en gamma avait été trouvée».

     

    En première approximation, les calculs indiquaient «qu'une kilonova devait être peu lumineuse dans le visible et dans le domaine des ultraviolets à cause de l'opacité de la matière éjectée par l'explosion» tandis qu'il «devait en être tout autrement dans celui des infrarouges proches». Ceci avait conduit à suggérer que le sursaut gamma court GRB 130603B, observé par Hubble en 2013, correspondait à une kilonova.

     

    Ici, il est question de GRB160821B, un sursaut gamma court, qui avait été observé en 2016 avec Hubble «et également avec les instruments équipant le télescope Swift (Neil Gehrels Swift Observatory en anglais) un télescope spatial multi spectral (rayons X durs et mous, ultraviolet et lumière visible)». Cependant, «les émissions dans l'infrarouge ne correspondaient pas aux prédictions théoriques des modèles développés à ce moment-là».

     

    Dans ce contexte, l'étude ici présentée «a réexaminé les données concernant GRB160821B» en «tenant compte des observations faites avec GRB 170817A (qui elles non plus ne collaient pas avec les prédictions de ces modèles dans l'infrarouge)».

     

    Il s'est alors avéré que «les nouvelles prédictions étaient en bon accord avec les observations» puisque le réexamen des anciennes données montre que «les données infrarouges pour les deux événements ont des luminosités similaires et une échelle temporelle identique». De la sorte, on peut affirmer que Hubble avait «bien photographié à ce moment là une kilonova».

     

    En outre, comme «il s'était écoulé environ 12 heures entre la détection des ondes gravitationnelles pour GW 170817 et les observations dans le domaine électromagnétique pour GRB 170817A», il est apparu que «les données concernant GRB160821B sont plus précoces pour le développement des processus associés à une kilonova».

     

    En fait, «l'objet formé par la collision des étoiles à neutrons pourrait avoir été transitoirement une nouvelle étoile à neutrons plus massive et hautement aimantée, connue sous le nom de magnétar, qui a survécu à la collision, puis s'est effondrée en trou noir».

     

    Cette indication est précieuse, «car la théorie suggère qu'un magnétar devrait ralentir, voire même arrêter la production de métaux lourds, source ultime de la signature infrarouge d'une kilonova». Cela explique «que la plus faible luminosité dans l'infrarouge observé est due à la création de noyaux d'atomes lourds, en particulier d'or et de platine dont on sait qu'ils sont majoritairement les produits des kilonovae dans le cosmos observable».

     

     


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