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Brèves

Astrophysique

HESS détecte son premier pulsar

Le réseau de télescopes HESS-II (voir Découverte n° 382, septembre-octobre 2012, p. 2) installé en Namibie vient de détecter son premier pulsar. Un pulsar est une étoile à neutrons, noyau résiduel d’une étoile massive après son explosion en supernova. Cette étoile en rotation rapide émet un signal électromagnétique ponctuel qui, pour un observateur extérieur, « pulse » selon une période correspondant au rythme de la rotation de l’astre. En outre, les pulsars agissent comme des accélérateurs de particules cosmiques. Portées à très grande vitesse, ces dernières acquièrent une énergie considérable révélée par l’émission de rayons gamma. C’est ce phénomène que peut capter HESS avec une sensibilité en deçà des limites de la technologie actuelle. Le signal décelé par HESS provient du pulsar Vela situé à 1 000 années lumière de la Terre dans la constellation des Voiles. Les astronomes ont recensé jusqu’à présent 2 000 pulsars dans la Voie lactée, dévoilés par leur rayonnement électromagnétique. Pour 140 d’entre eux, l’émission de rayons gamma a été mise en évidence par le télescope spatial Fermi. Seuls les rayonnements gamma du Crabe et aujourd’hui de Vela ont été détectés depuis des installations au sol. Pour HESS-II, il ne s’agit que d’un baptême du feu, un premier pas vers l’exploration des phénomènes de haute énergie dans la région centrale de notre galaxie. HUBERT DESRUES

Pour en savoir plus
: http://www2.cnrs.fr/presse/communique/3651.htm

Astrophysique

La force créatrice des galaxies naines

La majorité des étoiles observables se sont formées entre deux et six milliards d’années après le Big Bang. Selon les astrophysiciens, la connaissance de cette période de l’histoire de l’Univers est primordiale. Or, les instruments à leur disposition jusque-là ne leur donnaient accès qu’aux petites galaxies proches ou aux grandes galaxies lointaines. Toutes les galaxies naines lointaines demeuraient inaccessibles. Grâce au télescope spatial Hubble et à sa caméra WFC3 très sensible en infrarouge et particulièrement performante en mode de spectroscopie, il devient possible d’analyser les petites galaxies dans l’Univers lointain. Les scientifiques soupçonnaient ces dernières de faire l’objet de phases de sursaut de formation stellaire et d’avoir contribué très significativement à la première vague de genèse d’étoiles. En étudiant les données de Hubble, les astrophysiciens peuvent affirmer aujourd’hui que les galaxies naines ont donné naissance à la majorité des étoiles que nous connaissons. Certaines ont été même capables de doubler leur masse stellaire en seulement 150 millions d’années, alors qu’il faut de 1 à 3 milliards d’années aux grandes galaxies pour égaler cette performance. Quelle est la cause de ces sursauts créatifs violents ? Une rencontre avec une autre galaxie ? Une onde de choc provenant de l’explosion d’une supernova ? Cela reste encore à élucider… H. D.

Pour en savoir plus
: http://www.iap.fr/actualites/laune/2014/GalaxiesHstAtek/GalaxiesHstAtek.html

Astrophysique

Arecibo capte un signal mystérieux

Le 10 juillet dernier, des chercheurs travaillant sur le radiotélescope d’Arecibo à Porto Rico annonçaient avoir détecté en 2012 un sursaut ultrarapide d’ondes radio. Jusqu’à présent, seul le radiotélescope de Parkes, en Australie, avait signalé de tels phénomènes, ce qui laissait planer un doute sur le bon fonctionnement de l’appareil australien. Après analyse, les scientifiques peuvent affirmer que ce signal avait une origine cosmique extérieure à la Voie lactée. mais ils en ignorent la cause. Plusieurs hypothèses sont envisagées : évaporation de trous noirs, collisions entre étoiles à neutrons… Si ces manifestations sont peu observées, elles ne sont pas rares pour autant. Les spécialistes pensent qu’il s’en produit environ 10 000 chaque jour. Leur durée – quelques millièmes de seconde – rapportée à celle de l’observation de la partie du ciel ayant permis de les capter conduit à une telle estimation. D’autres radiotélescopes en construction en Australie et en Afrique du Sud, ainsi que l’observatoire CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) au Canada, seront en mesure de détecter de tels phénomènes et d’enrichir la base de données des chercheurs. H. D.

Pour en savoir plus
: http://www.mcgill.ca/newsroom/fr/channels/news/la-découverte-d’un-sursaut-dondes-radios-237427

Physique

LHC, le réveil du colosse

Depuis fin juin 2014, le redémarrage du Grand Collisionneur de hadrons (LHC) est en cours. Depuis l’annonce en juillet 2012 de la découverte du boson de Higgs (voir Découverte n° 381, juillet-août 2012, p. 2), le LHC était à l’arrêt. Aujourd’hui, le refroidissement de l’énorme machine est en route. Tout est prêt pour une reprise des expérimentations début 2015. Il faudra tout ce temps pour parvenir à un état totalement opérationnel de ce qui sera alors le plus puissant accélérateur de particules jamais mis en service. Jusqu’à présent, la machine a fonctionné à une puissance de 7 à 8 teraélectronvolts (1 TeV = 1012 eV). L’objectif est d’atteindre 13 TeV. Les scientifiques et techniciens du LHC ont mis à profit la période d’arrêt pour améliorer les performances des détecteurs de particules. Dès sa reprise pour une campagne de trois ans, le LHC se livrera à de nouvelles études sur le boson de Higgs, puis ce sera le grand saut vers l’inconnu : peut-être la création de quelques particules de matière noire, une substance mystérieuse qui rassemble plus de 80 % de la masse de l’Univers. H. D.

Pour en savoir plus
: http://www.lhc-france.fr/actualites/actus-l-accelerateur/calendrier-de-redemarrage-du-lhc

Physique

Enquête au cœur de la matière

Comprendre l’origine et l’abondance de la matière nucléaire dans l’Univers demeure l’un des principaux défis que la science tente de relever. Dans ce but, une étrange machine prénommée AGATA (Advance Gamma-ray Tracking Array) vient d’arriver à Caen pour être installée sur le Grand Accélérateur national d’ions lourds (GANIL). Elle devrait y demeurer deux ans, le temps d’explorer des noyaux atomiques par spectroscopie gamma de haute résolution. Il s’agit de mieux cerner l’interaction nucléaire entre protons et neutrons à l’intérieur du noyau atomique. AGATA est chargé de suivre à la trace les photons gamma qui naissent lors des réactions nucléaires se produisant lorsque la matière est bombardée de faisceaux d’ions. Le détecteur d’AGATA est constitué aujourd’hui de 23 cristaux de germanium purifié. Dans sa version finale, il devrait en compter 180. AGATA est un dispositif itinérant, fruit d’une collaboration entre douze pays européens. mis en service à Cologne, en Allemagne, en 2005, la machine a déjà fait étape à Legnaro, en Italie, puis à Darmstadt, en Allemagne. H. D.

Pour en savoir plus
: http://www.cea.fr/presse/liste-des-communiques/agata-au-ganil-136748

Énergie

Exploiter l’énergie des océans

L’Europe vient d’annoncer sa participation au financement du projet NEMO à la Martinique. Il s’agit d’installer au large de l’île une plate-forme destinée à produire de l’électricité à partir de l’énergie thermique des mers (ETM). Si NEMO est l’acronyme de New Energy for Martinique and Overseas, il renvoie aussi au héros de Jules Verne (1828-1905) qui, en 1869, évoque la possibilité de produire de l’électricité grâce aux différences de température entre les couches d’eau des océans. mais le capitaine Nemo faisait référence alors à l’effet thermoélectrique découvert en 1821 par le physicien allemand Thomas Seebeck (1770-1831). Le principe exploité dans le projet NEMO est très différent et simple. L’eau chaude de surface (+23 à 25 °C entre les tropiques) est utilisée pour vaporiser un fluide, condensé ensuite grâce aux eaux froides (2 à 4 °C) puisées vers 1 000 mètres de profondeur. La différence de pression créée entre l’évaporateur et le condenseur est mise à profit pour faire tourner la turbine d’un générateur électrique : le principe de la machine à vapeur ! Le projet martiniquais d’une puissance de 16 mégawatts (106 W) devrait alimenter 35 000 foyers. Deux sociétés françaises, DCNS et Akuo Energy, vont construire la centrale qui entrera en production dans quatre ans. H. D.

Pour en savoir plus
: http://www.enerzine.com/7/17498+vers-une-filiere-industriellede-lenergie-thermique-des-mers+html

Neurosciences

L’aire de Broca des Hommes préhistoriques

Depuis 150 ans, les neurologues explorent les asymétries du cerveau dans l’espoir qu’émerge une relation avec la latéralisation manuelle, le langage et les capacités cognitives. L’aire dite de Broca possède une fonctionnalité liée au langage, mais était-elle déjà présente dans le cerveau des Hommes préhistoriques ? Grâce à l’imagerie informatique en 3D, il a été possible de reconstituer des endocrânes, empreintes de l’intérieur de boîtes crâniennes fossiles, et d’obtenir des images de cerveaux virtuels d’Hommes préhistoriques. Ainsi, des chercheurs du Centre national de la recherche scientifique (CNRS), associés à des Américains et des Belges, ont pu se livrer à une étude comparative du cerveau chez les Hommes actuels, les grands singes africains et des Hommes fossiles. Il apparaît au final qu’un même type d’asymétrie existe dans la zone frontale de l’aire de Broca chez les bonobos, les Hommes actuels et les Hommes préhistoriques ayant pour caractéristique commune la bipédie. Cette étude sur la latéralisation du cerveau au niveau des lobes frontaux ne conclut évidemment pas sur la présence du langage chez les Hommes préhistoriques. H. D.

Pour en savoir plus
: http://www2.cnrs.fr/presse/communique/3649.htm

Médecine

L’impression 3D de tissus biologiques

Dans le domaine médical, l’impression 3D avait révélé son intérêt pour la fabrication de prothèses sur mesure. En 2011, une mâchoire en titane était « imprimée » puis implantée pour la première fois. En 2013, aux Pays-Bas, la plus grande prothèse de crâne jamais posée était mise en place. Le Laboratoire bio-ingénierie tissulaire (Inserm, Institut national de la santé et de la recherche médicale, et université de Bordeaux) se lance quant à lui dans un tout autre domaine d’application : la bio-impression, ou impression de matière vivante cellulaire, afin de réaliser des tissus biologiques fonctionnels. Depuis 2005, grâce à la bio-impression assistée par laser, l’équipe bordelaise est parvenue à imprimer en 3D des multicouches de kératinocytes, un type cellulaire que l’on trouve au niveau de l’épiderme, des ongles, des poils et des cheveux. Actuellement, elle s’attache à valider l’impression de peau ou de tissus de cornée pour répondre aux besoins de la médecine réparatrice. Dans l’immédiat, les scientifiques cherchent à imprimer des tissus reproduisant la physiologie de tissus humains sains et pathologiques pour tester des candidats médicaments. Dans les cinq ans à venir, ils envisagent, dans le cadre du plan cancer, de réaliser des tissus individualisés à partir des cellules d’un patient pour la mise au point de traitements personnalisés. Et dans sept à dix ans, ils espèrent pouvoir produire des tissus implantables pour la médecine régénératrice. H. D.

Pour en savoir plus
: http://presse-inserm.fr/bio-impressionlaser-du-vivant-une-approcheinnovante-a-bordeaux/13009

Santé

Nanotubes de carbone et santé

Les propriétés mécaniques et électriques des nanotubes de carbone favorisent leur utilisation dans de nombreux domaines d’applications. À tel point que se pose la question de leur impact sur la santé des êtres vivants et sur l’environnement. Un programme de recherche toxicologique associant le CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) et le CNRS (Centre national de la recherche scientifique), soutenu par l’Union européenne et l’ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail), vient de livrer ses conclusions concernant le devenir sur une année d’une contamination par voie pulmonaire. Leurs travaux ont porté sur des souris ayant respiré une seule dose contrôlée de nanotubes de carbone marqués au carbone 14. Première constatation, environ 0,75 % des nanotubes initialement inhalés franchissent la barrière pulmonaire pour passer dans le sang. Puis ils migrent vers le foie, la rate et la moelle osseuse où leur concentration subit une augmentation continue au cours du temps, traduisant une absence d’élimination sur la durée de l’observation. Pour le moment, les chercheurs n’en disent pas plus. Ils se proposent d’étudier dorénavant comment ces paramètres vont évoluer sur une période plus longue. H. D.

Pour en savoir plus
: http://www.cea.fr/presse/liste-des-communiques/biodistribution-nanotubes-carbone-137000

Environnement

Où les déchets marins disparaissent-ils ?

Suite à l’expédition océanographique Malaspina 2010 entreprise autour du monde par des scientifiques espagnols, des chercheurs de l’université de Cadix sont parvenus à la conclusion que les étendues de déchets plastiques polluant les océans seraient en déclin. En s’appuyant sur l’analyse de plus de 3 000 prélèvements, il semblerait que « la charge mondiale de plastique sur la surface de l’océan peut être estimée à quelques dizaines de milliers de tonnes, beaucoup moins que ne le prévoyaient les estimations ». Est-ce une bonne nouvelle ? Pas nécessairement car, depuis la découverte du problème dans les années 1970, la production mondiale annuelle de plastique a plus que quintuplé. Où est donc passée la masse manquante ? A-t-elle été emportée dans les profondeurs des océans ? Ingérée par diverses créatures marines avant de se retrouver dans nos assiettes ? Peut-on imaginer que des bactéries marines décomposent le plastique en minuscules morceaux de taille microscopique qui pourraient s’être échoués sur les plages ? La conclusion des chercheurs n’est pas optimiste : « Les fonds marins constituent un mystère. malheureusement, l’accumulation des plastiques dans l’océan pourrait bien modifier cet écosystème mystérieux avant que nous nous en rendions compte. » H. D.

Pour en savoir plus
: http://cordis.europa.eu/news/rcn/36631_fr.html

Sciences de la Terre

Swarm traque les changements du magnétisme terrestre

Lancée en 2013, la constellation des trois satellites Swarm de l’Agence spatiale européenne (ESA) nous renseigne sur les variations du champ magnétique terrestre, qui nous protège des rayons cosmiques et des particules chargées venues de l’espace. Chaque satellite est doté de deux appareils : un magnétomètre vectoriel qui, couplé à une caméra stellaire, restitue la direction du champ magnétique dans l’espace et un magnétomètre scalaire absolu qui en mesure l’intensité. Ce dernier instrument a été conçu par le CEA LETI de Grenoble (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives – Laboratoire d’électronique et de technologie de l’information). Les mesures effectuées au cours des six premiers mois de 2014 à partir des signaux provenant du noyau terrestre confortent la tendance à l’affaiblissement du champ magnétique terrestre, excepté au sud de l’océan Indien où il s’est renforcé depuis le mois de janvier. Le glissement du pôle Nord magnétique vers la Sibérie se confirme également. Les scientifiques vont analyser désormais plus en détail les données issues du manteau terrestre, de la croûte, des océans, de l’ionosphère et de la magnétosphère. H. D.

Pour en savoir plus : http://www.esa.int/fre/ESA_in_your_country/France/Swarm_revele_les_changements_du_magnetisme_terrestre

Sciences de la Terre

Séismes et éruptions volcaniques

Les phénomènes sismiques peuvent-ils aider à prévoir les éruptions volcaniques ? Des chercheurs de l’Institut des sciences de la Terre et de l’Institut de physique du globe de Paris se sont lancés sur cette piste en compagnie de spécialistes japonais. Ils ont étudié les données recueillies lors du séisme géant de Tohoku-oki (magnitude 9) survenu le 11 mars 2011. Il semblerait que les zones où les perturbations de l’écorce terrestre ont été les plus importantes sont localisées sous le mont Fuji, dans une région soumise à d’importantes pressions de la part de fluides volcaniques. Si aucune éruption ne s’est déclenchée après le séisme, le tremblement de terre (magnitude 6,4) qui s’est manifesté 4 jours après au pied du mont témoigne de l’état de fragilité du secteur. Ces observations concordent avec la théorie selon laquelle la dernière éruption du célèbre volcan, survenue le 24 novembre 1707, aurait été provoquée par le séisme géant de Hoel (magnitude 8,7) qui s’était produit 49 jours avant. D’après les chercheurs, il serait abusif de considérer que les tremblements de terre ont un caractère prédictif. Ils pourraient permettre tout au plus d’affiner les estimations d’un éventuel risque volcanique. H. D.

Pour en savoir plus
: http://www2.cnrs.fr/presse/communique/3645.htm