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Astrophysique

Découverte du premier corps du systè­me solaire d’origine extrasolaire

L’astéroïde 2015 BZ509 serait le tout premier corps du système solaire dont l’origine extrasolaire est démontrée. Découvert par les télescopes Pan-STARRS (Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System) à Hawaii en 2014, l’astéroïde fait environ 3 kilomètres de diamètre. Il occupe l’orbite de Jupiter et tourne autour du Soleil à la même vitesse que la planète géante, mais en sens inverse. Pour les astronomes, les deux corps sont en résonance de moyen mouvement 1:–1 (–1 pour le sens rétrograde). Intrigués, deux chercheurs du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) ont retracé l’orbite de 2015 BZ509 par simulation numérique sur 4,5 milliards d’années, remontant à la naissance du système solaire. Ils ont constaté que l’astéroïde a toujours eu une orbite rétrograde. Pourtant, aux premiers temps du système solaire, absolument tous les astéroïdes et planètes tournaient autour du Soleil dans le sens direct. Il se pourrait donc que 2015 BZ509 ne soit pas originaire de notre système solaire. Il a pu naître dans le système d’une étoile voisine avant d’être capturé par Jupiter. À ce jour, cette démonstration, qui semble concluante, est toujours discutée par plusieurs astrophysiciens. HUBERT DESRUES

Pour en savoir plus
: communiqué de presse du CNRS

Astronomie

Plus besoin de matière sombre dans les galaxies naines

Depuis une cinquantaine d’années, il est admis que la matière sombre est la principale composante de la masse de l’Univers. Sans elle, il serait impossible d’expliquer la plupart des mouvements que nous observons dans l’Univers, notamment dans la Voie lactée et dans le halo l’entourant. Ce halo est « habité » par de minuscules galaxies, dont les étoiles présentent un comportement inexplicable sans une quantité de matière sombre pouvant aller jusqu’à 99,9 % de leur masse. Cette hypothèse considérait l’attraction gravitationnelle de la Voie lactée comme négligeable. Or une équipe franco-chinoise d’astronomes de l’Observatoire de Paris-PSL et du National Astronomical Observatory of China vient de mettre en évidence une équivalence forte entre l’effet de la matière sombre supposée de ces galaxies naines et l’attraction gravitationnelle de la Voie lactée. Autrement dit, il n’y a plus besoin de matière sombre pour expliquer le comportement des étoiles des galaxies naines situées dans le halo de la Voie lactée, la force d’attraction de cette dernière suffit. Pour les astronomes, les galaxies naines du halo auraient été dépouillées de leur gaz et déstabilisées lors d’un premier passage près de la Voie lactée. Elles auraient rejoint ensuite la Voie lactée pour s’installer dans son halo et tomber complètement sous son influence gravitationnelle. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Informatique

Un centre de données sous-marin autosuffisant

Les centres de stockage de données occupent une place de premier plan dans le maillage de distribution et d’échange de l’information. Dans ce cadre, Microsoft s’est lancé dans un projet baptisé Natick, dont l’objectif est d’installer des centres de données sous-marins. L’intérêt de tels équipements est de fournir des services « dans le nuage » ultra-rapides à des populations côtières éloignées des grands centres. Il s’agit donc d’unités relativement petites, alimentées par des énergies renouvelables produites à proximité. En juin dernier, l’un de ces centres a été immergé au large des îles Orkney, au nord-ouest de l’Écosse. Il est équipé de 12 racks contenant 864 serveurs et leur système de refroidissement. Le tout est enfermé dans un cylindre de 12 mètres de long sur 3 mètres de diamètre. Il est raccordé à la terre par un câble contenant de la fibre optique et le réseau d’alimentation. Positionné sur le fond marin, le centre de données est refroidi par l’eau de mer. Bâti par Naval Group, une société française qui construit des sous-marins et maîtrise les processus d’échange de chaleur entre l’eau de mer et les enceintes fermées, ce centre de données a été élaboré de manière à ne nécessiter aucun entretien pendant 5 ans. Pour Microsoft, de tels équipements s’inscrivent dans un triple objectif : rapidité de déploiement, vitesse accrue d’accès à l’information et respect de l’environnement. H. D.

Pour en savoir plus
: Industrie & Technologies

Physique

Le LHC dope sa luminosité

Pour le Grand Collisionneur de hadrons (LHC), la luminosité est caractérisée par le nombre de collisions proton-proton qu’il peut produire chaque seconde. Dans sa configuration actuelle, il engendre jusqu’à un milliard de collisions par seconde. En 2026, grâce aux travaux qui viennent de débuter, cette performance sera élevée d’un facteur cinq à sept. Ainsi, les physiciens disposeront d’un plus grand nombre d’événements à étudier, multipliant la possibilité de découvrir des phénomènes rares et de pratiquer des mesures encore plus précises. Ils pourront, par exemple, faire plus ample connaissance avec le boson de Higgs et comprendre comment il est produit, se désintègre et interagit avec les autres particules. Des modèles comme la supersymétrie (Découverte n° 377, nov.-déc. 2011, p. 04) allant au-delà du Modèle standard pourront aussi être testés. Le chantier qui débute verra l’installation sur le site de nouveaux matériels de haute technologie. Plus de un kilomètre de l’anneau sera remplacé par de nombreux composants nouveaux. Pour augmenter la luminosité de la machine, il faudra comprimer le faisceau de particules aux points de rencontre. Pour cela, 130 nouveaux aimants dont 24 quadripôles de focalisation supraconducteurs seront nécessaires. Pendant ces travaux, le LHC connaîtra simplement quelques longs arrêts techniques. H. D.

Pour en savoir plus : Le CERN en bref

Chimie

Recycler le dioxyde de carbone

Aujourd’hui, il est banal de dire que les activités humaines produisent une quantité de dioxyde de carbone (CO2) telle qu’elle participe d’un rapide changement du climat global de la Terre. Mais comment éliminer ce gaz rejeté par nos industries et moyens de transport ? Une équipe du Laboratoire d’électrochimie moléculaire (université Paris Diderot), en collaboration avec des chercheurs japonais et chinois, vient de développer un procédé pour transformer le CO2 en monoxyde de carbone (CO). La particularité de cette technologie réside dans le fait qu’elle utilise des matériaux peu coûteux, là où ses concurrents emploient des métaux rares et chers. De plus, elle fonctionne à pression et température ambiantes. Avec de la lumière, du fer et un composé de carbone et d’azote, le système catalytique produit du monoxyde de carbone, une molécule qui sert de matière première à l’industrie chimique. C’est ainsi que ce monoxyde permet de produire, par exemple, de l’acide acétique, du polyuréthane employé pour fabriquer des colles ou des peintures, des polycarbonates difficilement inflammables exploités pour la fabrication de verres optiques ou de DVD. Le CO permet de produire aussi du méthanol et du méthane, deux carburants très utilisés dans l’industrie. H. D.

Pour en savoir plus
: communiqué de presse du CNRS

Neurosciences

Comment notre matière grise dicte nos choix alimentaires

Au niveau cognitif, choisir implique deux mécanismes principaux. Dans un premier temps, nous attribuons une valeur à chaque option du choix. Puis, nous analysons ces valeurs pour choisir celle qui nous semble la meilleure. Au niveau anatomique maintenant, existe-t-il une liaison entre certaines zones du cerveau et ce processus ? Une équipe internationale réunie au sein de l’Institut du cerveau et de la moelle épinière (Paris) vient d’établir ce lien dans le cas de choix alimentaires. Les chercheurs ont effectué quatre études. Dans trois d’entre elles, les participants devaient choisir des aliments en fonction de critères tels que leur préférence, le goût de l’aliment ou son bénéfice pour la santé. Dans la quatrième étude, leur choix devait répondre à une tâche : réduire leur envie de produits goûteux mais sans intérêt nutritif. Pendant ces quatre études, les chercheurs ont amassé des données d’imagerie cérébrale. Ils ont pu mettre en évidence « une corrélation entre les choix alimentaires et la quantité de matière grise au niveau de deux régions du lobe frontal ». Ainsi, les personnes possédant plus de matière grise dans les régions dorso-latérale préfrontale et la région ventro-médiale préfrontale ont plus d’appétence pour les aliments qu’ils considèrent comme sains. L’établissement de cette liaison pourrait déboucher sur des possibilités de traitement de troubles du contrôle alimentaire comme la boulimie ou l’anorexie. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'INSERM

Médecine

Maladie d’Alzheimer, l’altération de la mémoire expliquée

Des chercheurs de l’Institut interdisciplinaire de neurosciences de l’université de Bordeaux viennent de franchir un nouveau pas dans la compréhension de la maladie d’Alzheimer. Dans notre cerveau, les neurones mobilisés pour mémoriser une information communiquent entre eux par des synapses. Si besoin, le cerveau dispose d’une certaine plasticité et peut renforcer la liaison entre deux neurones pour augmenter la capacité des mécanismes de mémorisation. Ce renforcement s’effectue sous le contrôle d’une enzyme, CamKII, qui joue ainsi un rôle fondamental dans les processus de mémorisation. La plasticité synaptique se trouve en effet au cœur de la mémoire et de l’apprentissage. L’un des marqueurs de la maladie d’Alzheimer est l’accumulation de peptides amyloïdes qui constituent des plaques dans le cerveau. Leurs effets nocifs étaient connus, mais pas leur mode d’action sur les cellules cérébrales. L’équipe bordelaise a montré que ces peptides amyloïdes agissent en empêchant CamKII de participer au processus de plasticité synaptique, entraînant la disparition de la synapse et perturbant gravement les possibilités de mémorisation. Pour les chercheurs, il s’agit d’étudier maintenant s’il est possible d’empêcher les agrégats amyloïdes d’interagir avec CamKII. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse du CNRS

Médecine

Intelligence artificielle et diagnostic médical

Une équipe de l’université Grenoble Alpes a développé un programme capable de localiser et diagnostiquer différents types de tumeurs cérébrales en examinant des images d’IRM (imagerie par résonance magnétique). Le programme analyse des images dites quantitatives qui cartographient chacune un paramètre mesurable du cerveau, comme le débit sanguin ou le diamètre des vaisseaux. Les chercheurs ont entré tout d’abord dans le programme les caractéristiques de cerveaux en bonne santé. Ainsi, le programme peut détecter et localiser automatiquement les régions d’une image qui présentent des anomalies. Les scientifiques ont appris ensuite à l’intelligence artificielle comment associer les anomalies à un diagnostic précis. Les scientifiques ont montré que le programme était capable alors de localiser 100 % des lésions et d’en diagnostiquer parfaitement 90 %. Actuellement, les services d’IRM n’ont pas l’habitude de produire des images quantitatives. Les chercheurs grenoblois vont déterminer quels types d’images seraient les plus pertinentes à acquérir afin de conduire les radiologues vers ces nouveaux outils de diagnostic. Parallèlement, l’équipe va s’intéresser à d’autres pathologies du cerveau. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'INSERM

Physiologie

Le fil à plomb des plantes

Dans la nature, les plantes poussent verticalement. Pour déterminer le sens de la gravité, elles sont équipées de cellules particulières remplies de grains d’amidon microscopiques, les statolithes. En apparence, ce dispositif ne semble pas très sophistiqué et, pourtant, les plantes sont très sensibles à la gravité. Elles peuvent corriger ainsi les inclinaisons même les plus petites. Des chercheurs de l’Institut universitaire des systèmes thermiques industriels (Aix-Marseille Université) et du Laboratoire de physique et physiologie intégratives de l’arbre en environnement fluctuant (université Clermont Auvergne) ont expliqué ce curieux paradoxe en observant que ces grains sont agités en permanence dans les cellules végétales, ce qui confère au système granulaire des propriétés proches de celles d’un liquide, comme dans un niveau à bulle. Ce comportement permet à la plante d’être très sensible à la moindre inclinaison dans le temps, tout en lui évitant d’être perturbée par les agitations rapides dues au vent. Ces travaux ouvrent déjà la voie à des applications industrielles bio-inspirées comme le développement d’inclinomètres miniatures robustes, offrant une alternative aux gyroscopes ou accéléromètres utilisés aujourd’hui. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'INRA

Biodiversité

Urbanisation et biodiversité

Une équipe internationale de chercheurs en écologie réunis par l’université catholique de Louvain (Belgique) a montré par quels mécanismes les villes agissent sur les populations animales. Parmi dix groupes d’animaux observés, les chercheurs ont constaté que les plus petites espèces deviennent dominantes lorsque l’urbanisation augmente. Il s’avère que la température moyenne plus élevée en zone urbaine favorise les animaux de petite taille. Paradoxalement, les papillons de jour comme de nuit ainsi que les sauterelles dérogent à ce constat. En effet, la taille de ces insectes augmente de 14 % dans les sites très urbanisés, quand les autres groupes d’animaux voient leur taille diminuer de 16 %. En cause cette fois, la fragmentation des espaces et des ressources écologiques qui, en milieu urbain, favorise les espèces les plus mobiles. Cette étude a été réalisée sur plus de 95 000 animaux, appartenant à 702 espèces, observés sur 81 sites en région bruxelloise et en Flandre. Elle montre que le rythme soutenu d’urbanisation de la planète va induire une perte importante de biodiversité en perturbant le fonctionnement des écosystèmes. Il faudrait concevoir maintenant les villes de telle sorte que les effets microclimatiques liés aux milieux urbains denses soient pris en compte et atténués. H. D.

Pour en savoir plus : communiqué de presse de l'UCL

Environnement

Double peine pour les coraux

Sur Upolu, l’une des neuf îles de l’État indépendant des Samoa, dans l’océan Pacifique, les chercheurs de l’expédition Tara ont découvert des coraux en très mauvaise santé. Ils ont décidé de réaliser une étude plus poussée que prévu sur 124 sites de ce récif, afin d’inventorier sa biodiversité. L’observation a montré que la couverture corallienne était inférieure à 1 % sur la moitié des sites visités et de 10 % dans près de 80 % d’entre eux. Or, selon les scientifiques, la couverture corallienne pouvait atteindre 60 à 80 % il y a deux ans, lors de leur dernière visite. Par ailleurs, les scientifiques ont constaté que deux espèces de poissons d’Upolu sont plus petites et que leur nombre par banc est en moyenne quatre à huit fois plus faible que lors de précédentes escales de la goélette dans d’autres îles des Samoa. De plus, ces poissons marquent un fort comportement de fuite, ce qui traduirait une activité de pêche intense. Les causes de cette détérioration massive sont multiples. D’une part, le réchauffement climatique potentialisant un phénomène météorologique classique, El Niño, qui, en 2015-2016, a entraîné un blanchissement accru des coraux. D’autre part, les activités humaines locales qui augmenteraient les effets du changement climatique. Le rejet de déchets et d’eaux souillées allié à la surpêche nuirait particulièrement aux coraux, les empêchant de se régénérer. H. D.

Pour en savoir plus
: communiqué de presse du CEA

Biologie

Des virus géants créateurs de gènes

Découverts en 2013 par des chercheurs du CNRS (Centre national de la recherche scientifique) et du CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives), les virus géants de la famille des pandoravirus viennent de livrer une partie de leur singularité. Mis à part leurs taille et forme, ces virus étonnent aussi par leur énorme génome. Celui-là, totalement atypique, peut compter 2,7 millions de bases, avec un grand nombre de gènes orphelins codant pour des protéines sans équivalent dans le reste du monde vivant. Aujourd’hui, la famille des pandoravirus compte six membres connus. Une équipe d’Aix-Marseille Université vient de les comparer selon différentes approches. Ces pandoravirus ne partagent qu’à peine la moitié de leurs gènes codant pour des protéines, ce qui est très peu au sein d’une même famille. De plus, les gènes orphelins diffèrent d’un individu à l’autre, écartant la possibilité que ces virus géants possèdent un ancêtre commun à toute la famille. Il ne restait alors qu’un seul scénario pour expliquer à la fois la taille des génomes, leur diversité et leur forte proportion de gènes orphelins : des gènes naîtraient spontanément à des endroits différents du génome d’une souche à l’autre. Ce qui ferait des pandoravirus des usines de la créativité génétique, cet élément central de l’origine de la vie et de son évolution sur Terre. H. D.

Pour en savoir plus
: communiqué de presse du CNRS