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Une étude, dont les résultats intitulés «The collapse of Io's primary atmosphere in Jupiter eclipse» sont publiés dans la revue Journal of Geophysical Research, rapporte l'observation directe, pour la première fois, du phénomène de l'effondrement de la fine atmosphère de Io quand ce satellite de Jupiter passe dans l'ombre de la planète.
Rappelons tout d'abord que «Io est le satellite naturel le plus proche de Jupiter et est également l’une des quatre plus grandes lunes du système solaire». Les forces de marée de Jupiter sont responsables de «l'intense activité qui règne à la surface d’Io»: en effet, ce satellite «abrite quelques 400 volcans qui produisent environ 100 fois plus de lave chaque année que tous les volcans sur Terre». Ces volcans contribuent également «à la formation d'une couche atmosphérique principalement composée de dioxyde de soufre».
Le travail ici présenté est une conséquence «de la première étude de l'atmosphère d'Io durant une éclipse». Comme «son observation est particulièrement compliquée lorsqu'elle est dans l'ombre de sa planète hôte», «le télescope Gemini Nord, à Hawaï, et spectromètre TExES, au Texas» ont été utilisés (le télescope Gemini «peut détecter la signature thermique faible de l'atmosphère d'Io en train de s'écrouler» et «TExES mesure l'atmosphère en utilisant le rayonnement de chaleur et non la lumière du Soleil»).
Io a pu être scrutée en 2013 «pendant la durée de l'éclipse ainsi qu'environ quarante minute avant et après le phénomène». Il est ainsi apparu que lorsque la lune passe dans l'ombre de Jupiter sa température de surface chute brusquement de 127 K (-146°c) à 105 K (-168°c) (cette éclipse, qui «dure environ deux heures», se «produit chaque jour sur Io, où un jour équivaut à 1,7 journée terrestre»).
La baisse de température fait que «durant l'éclipse le dioxyde de soufre gèle et se dépose à la surface du satellite sous forme de givre». Ensuite, «dès que les rayons du Soleil dardent à nouveau, la glace de soufre se sublime et l'atmosphère gazeuse se reforme». Il en résulte que «l'atmosphère d'Io est dans un état permanent d'effondrement et de réhabilitation».
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Une étude, dont les résultats intitulés «One Photon Can Simultaneously Excite Two or More Atoms» ont été publiés dans la revue Physical Review Letters, a permis, à partir de calculs de physique quantique, de prédire qu'un photon unique, bien qu'étant indivisible, devrait pouvoir être absorbé par plusieurs atomes en même temps.
Rappelons tout d'abord que les quanta d’énergie découverts par Einstein, qui sont indivisibles, ont été «appelés photons en 1926 par le physicien et chimiste Gilbert Lewis»: leur énergie E est égale au produit de la constante de Planck h par la fréquence de la lumière ν. Les photons permettent à des électrons, «lorsqu’ils ont la bonne fréquence», de sauter «entre les niveaux d’énergie discrets des atomes et des molécules».
Pour sa part, l'étude ici présentée vient de prédire que bien qu'étant indivisible, un photon pourrait être absorbé par plusieurs atomes en même temps. Cette idée «de prime abord contre-intuitive» correspond tout de même à l’esprit du monde quantique dans lequel la superposition des états «autorise que, quelquefois, une particule semble se trouver dans deux endroits à la fois».
En fait, il peut arriver, par exemple, que les transitions atomiques dans deux atomes, «lorsqu’un électron saute de son état de plus basse énergie à un état plus élevé», peuvent «être telles que la somme des énergies de transition soit égale à celle du photon», de sorte que c'est «un peu comme si malgré tout un photon pouvait, dans certaines situations, se diviser». Si l'expérience «n’a pas encore été réalisée», les calculs théoriques de l'étude montre que son résultat devrait être positif.
Pour la mise en œuvre de cette expérience, il est proposé de travailler sur deux atomes dans une cavité QED «du genre de celle utilisée pour les expériences d’électrodynamique quantique». Cette cavité «a des parois réfléchissantes» qui «maintiennent des ondes électromagnétiques stationnaires, avec des modes de longueurs d’onde, et donc de fréquences, connus».
Les calculs prédisent que «quand la fréquence de ces modes est double de celle d’un photon» et que «celle-ci est elle-même le double de celle d'une même transition atomique dans deux atomes identiques, alors ces deux atomes peuvent effectivement absorber simultanément un seul photon». De plus, le processus inverse, l’émission, est également possible. Ainsi de suite, «avec trois atomes ou plus pourvu que le rapport entre la fréquence d’un des modes de la cavité et celle du photon soit un entier».
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Une étude, dont les résultats intitulés «Timing and causes of mid-Holocene mammoth extinction on St. Paul Island, Alaska» ont été présentés dans la revue PNAS, avance l'hypothèse que les derniers mammouths laineux d'Alaska ont disparu en raison du manque d'eau douce.
Rappelons qu'il y a environ 10.000 ans, des «mammouths laineux arpentaient encore la toundra glaciale au nord de l’Asie, les plaines d’Europe du Nord et les paysages gelés du nord de l’Amérique» et que la dernière population de mammouths recensée est celle de l'île Wrangel, au nord de la Sibérie, disparue il y a 4.700 ans.
L'étude ici présentée s'est focalisée sur «l'île Saint-Paul, endroit isolé au sud-ouest de l'Alaska, qui faisait jadis partie de la partie émergée du détroit de Béring reliant le continent américain à l'Asie». La montée du niveau des océans a inondé ces lieux qui ont laissé la place, il y a environ 14.000 ans, à l'île qui a aujourd'hui une surface 110 km2 et qu'on appelle Saint-Paul.
Tout d'abord, les analyses au carbone 14 notamment et l'ADN trouvé dans les échantillons de sédiments collectés «dans le lit de l'un des rares lacs d'eau douce» ont permis de détecter une «présence de mammouths jusqu'à il y a 5.650 ans, plus ou moins 80 ans», car «après cette période, il n'y a plus d'ADN de mammouths et donc plus de mammouths sur l'île».
Ces animaux ont ainsi pu survivre «environ 5.000 ans de plus que les mammouths vivant sur les continents» qui eux «ont disparu plus rapidement» non seulement «en raison du changement climatique» mais également «à cause de la chasse dont ils étaient victimes». Comme aucun humain ne vivait dans la région de l'île Saint Paul à l'époque, selon l'étude, c'est «le niveau des ressources en eau douce» qui semble avoir «progressivement mis dans une situation intenable» les mammouths de l'île Saint-Paul.
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Une étude, dont les résultats intitulés «Reconstruction of bacterial transcription-coupled repair at single-molecule resolution» ont été publiés dans la revue Nature, a permis de décrypter, pour la première fois en intégralité, comment l'ADN dégradé par les UV se répare, et quelles sont les différentes protéines impliquées dans ce processus.
Rappelons que «l'ADN de nos cellules est attaqué en permanence par de nombreux agents extérieurs, comme les molécules cancérigènes contenues dans la fumée de tabac ou les rayons UV émis par le soleil». Lorsqu'elles ne sont pas réparées, «ces agressions provoquent des mutations qui peuvent favoriser l'apparition de cancers, d'où l'importance d'une réparation rapide et efficace de l'ADN». Pour y parvenir, «la cellule mobilise toute une série d'enzymes qui doivent agir de façon parfaitement coordonnée pour identifier et réparer les parties abimées de son patrimoine génétique».
Alors que «la complexité de ce processus a pendant longtemps empêché les chercheurs de comprendre quels étaient les mécanismes à l'œuvre», l'étude ici présentée peut, «grâce au développement des nanotechnologies», présenter aujourd'hui, pour la première fois, «le processus de réparation dans son intégralité».
Plus précisément, «une molécule d'ADN endommagée par des ultraviolets» a été observée à l'aide d'un microscope spécialisé, «qui permet à la fois de manipuler et d'observer des molécules d'ADN et de protéines». L'ajout de l'ARN polymérase, «une enzyme qui normalement 'lit' le code de l'ADN afin de débuter l'expression de son information sous forme de protéines, mais qui se 'bloque' en cours de lecture lorsqu'elle arrive sur une partie endommagée de l'ADN» a permis de voir comment une série de protéines (Mfd, UvrA, UvrB puis UvrC) se sont succédées, chacune avec son activité spécifique, et «se sont coordonnées entre elles pour interagir avec l'ARN polymérase et réparer l'ADN endommagé par les rayons UV» (les réparations sont effectuées grâce au blocage de l'ARN polymérase).
La détermination par cette étude de l'ordre dans lequel ces composantes agissent et la caractérisation de la façon dont elles se relaient pourraient favoriser de nouvelles applications, à la fois dans la lutte contre le cancer et dans celle contre les bactéries.
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Une étude, dont les résultats intitulés «The Evolutionary Origin of Female Orgasm» ont été publiés dans la revue Journal of Experimental Zoology, laisse penser que l'orgasme féminin aurait joué un rôle prépondérant dans le déclenchement de l'ovulation chez nos très lointains ancêtres avant de perdre cette fonction pour devenir uniquement une source de plaisir.
Alors que chez les hommes, «l'orgasme coïncide avec l'éjaculation et le transfert de sperme», jusqu'ici, le rôle de l'orgasme féminin restait une énigme car, comme le soulignait Aristote, «les femmes peuvent concevoir sans rien ressentir».
En vue d'identifier l'origine de l'orgasme féminin, l'étude ici présentée s'est focalisée sur «la décharge de deux hormones, la prolactine et l'ocytocine, dans le système sanguin qui accompagne l'orgasme féminin».
Il est ainsi apparu qu'il y a «60 à 65 millions, cette libération réflexe d'hormones jouait un rôle dans l'ovulation chez la plupart des femelles mammifères», mais qu'ensuite «certains mammifères ont évolué vers une ovulation cyclique, comme chez la femme, rendant l'orgasme superflu du point de vue reproductif».
En outre, il a été constaté que «la position du clitoris s'était éloignée du vagin chez les mammifères à ovulation spontanée comme l'être humain, rendant la stimulation plus difficile lors du rapport sexuel», ce qui «peut expliquer pourquoi certaines femmes parviennent à l'orgasme grâce à la masturbation ou à la stimulation clitoridienne». En conclusion, l'étude relève qu'on peut tout de même dire que l'orgasme favorise une liaison affective.
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