(Mise à jour : 14 juillet, 13 h 50)

Voilà, c’est fait… La sonde New Horizons vient de frôler la planète naine Pluton à moins de 12 000 kilomètres de sa surface, à la vitesse de 13.78 km/s, soit près de 50 000 km/h. 

La sonde termine actuellement sa traversée du système de Pluton, et dans quelques heures elle va commencer à transmettre à la Terre quelques images de la planète naine et de son grand satellite, certaines révélant des détails d’une cinquantaine de mètres seulement. Un peu peu de patience : à la vitesse de la lumière, il faudra 4 h 25 mn aux données pour atteindre les antennes des radiotélescopes terrestres… Prochaines images demain…

(Mise à jour : 14 juillet, 13 h 40)

La sonde New Horizons se trouve à 18 000 kilomètres de Pluton, la rencontre aura lieu à 13 h 49 mn 57 s.

La sonde a commencé à photographier Pluton, Charon et deux autres de ses cinq satellites : Nyx et Hydra. Les deux derniers satellites, Kerberos et Styx, sont trop lointains pour révéler des détails au télescope embarqué par la sonde.

Depuis quelques heures, deux antennes du Deep Space Network de la Nasa, situées en Californie et en Australie, émettent un puissant signal vers New Horizons. L’objectif ? A 15 h, La Terre sera éclipsée par Pluton. Le signal radio, avant d’être interrompu par cette occultation, traversera la fine atmosphère de Pluton. C’est la traversée de ce signal que les instruments de la sonde américaine analyseront, afin de mieux connaître la composition de cette atmosphère. L’expérience sera renouvelée quelques minutes plus tard lors d’une nouvelle éclipse, celle de la Terre par Charon.

(Mise à jour : 14 juillet, 12 h 15)

La sonde New Horizons se trouve à 80 000 kilomètres de Pluton.

Les premières images de la surface de Pluton semblent montrer une grande ressemblance entre Pluton et Triton, le grand satellite de Neptune.

Pluton et Neptune, sont voisines, la trajectoire de Pluton croisant celle de la dernière planète géante. Triton, qui mesure 2706 kilomètres, présente une densité et une composition semblables à celles de Pluton. Selon les astronomes, Triton pourrait donc être, comme Pluton, une planète naine, capturée jadis par la planète géante.

(Mise à jour : 14 juillet, 11 h 15)

La sonde New Horizons se trouve à un peu plus de 100 000 kilomètres de Pluton.

Hier, les scientifiques américains ont réévalué la taille de la planète naine : depuis 1930 et la date de sa découverte, Pluton n’avait pas cessé de “maigrir”, de plus de 6000 km à 2306 km ces dernières années. Désormais, et définitivement, Pluton mesure 2370 km de diamètre, et Charon, son grand satellite, 1208 km.

Il semble donc que Pluton soit, jusqu’à d’hypothétiques nouvelles découvertes, la planète naine la plus grosse de tout le système solaire, devant Eris, Makemake et Haumea, dont les diamètres sont estimés à respectivement 2326, 1500 et 2000 kilomètres…

Serge Brunier

 

Peut-être avez-vous eu cette chance d’entendre dans le désert monter tout à coup une sourde mélopée évoquant à s’y méprendre le chant monocorde d’invisibles moines bouddhistes. En réalité, ce “chant des dunes” est provoqué par les avalanches de sable. D’une fréquence fondamentale de 70 à 110 Hz, il peut atteindre 110 décibels, juste en deçà du seuil de tolérance pour l’oreille humaine (120 décibels) et peut durer plusieurs minutes. Le phénomène physique qui en est à l’origine n’est cependant toujours pas élucidé.

Selon Stéphane Douady, du laboratoire Matière et systèmes complexes (Paris-VII), une avalanche n’est pas fluide. Pour descendre, un grain doit passer au-dessus d’un autre, avant de retomber dans un creux. Les grains de la couche qui s’écoule effectuent tous en même temps ce mouvement périodique de saute-mouton. Il se forme ainsi une surface qui monte et descend, comparable à la membrane d’un haut-parleur. A quoi s’ajoute la collision de tous les grains qui retombent en même temps, créant “une onde sismique perçue quand l’oreille est près du sol, même loin de l’avalanche”.

Une dune dont les grains de sable sont synchronisés ?

Mais alors, pourquoi toute avalanche de sable ne produit-elle pas ce son caractéristique ? “Dans une avalanche normale, les grains bougent dans le désordre. Dans le cas d’une avalanche qui sonne, leurs mouvements se trouvent étonnement synchronisés, ce qui aboutit à un mouvement périodique énorme qui produit le son”, soutient Stéphane Douady, qui remarque aussi que toutes les dunes qui “chantent” sont formées de grains de sables arrondis et recouverts d’un vernis appelé glaçure du désert.

Mais Bruno Andreotti, du laboratoire de Physique mécanique des milieux hétérogènes (Paris-Diderot), estime que, “lors d’une avalanche, un bloc de sable coule tandis qu’en dessous, les grains de sable ne bougent pas. Entre les deux couches, il existe une zone de transition. L’onde acoustique produite par le choc des grains se réfléchit sur cette interface qui l’amplifie de façon cohérente, un peu comme le fait un laser avec la lumière”.

Plusieurs théories, aucune validée

De son côté, l’Américaine Mélanie Hunt, du California Institute of Technology, a observé que les dunes chantantes sont recouvertes d’une couche d’environ 1,5 m de sable sec. Le bruit du sable en mouvement se propagerait ainsi à travers cette couche qui amplifie l’intensité du son. Phénomène qui disparaît lorsque le sable est humide.

Pour l’instant, aucune de ces théories n’est validée. Le secret des dunes chantantes garde donc toute sa magie.

A.R.

 D’après S&V n°1113

 

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• Est-il vrai que notre corps contient du sable ?

 

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• Ces poussières qui gouvernent le monde – S&V n°1134 – 2012. Les poussières jouent un grand rôle dans les régulations climatiques locales ou globale. En particulier le sable provenant des déserts et transporté dans l’atmosphère par les flux modèle le climat des zones tropicales. Et ce n’est que très récemment que la science a acquis les outils technologiques pour étudier l’effet global de ces poussières.

• Le sable et la physique des états granulaires – S&V n°1007 – 2001. Domaine de recherche assez récent, la physique des états granulaires a pris de l’ampleur. Une physique à mi-chemin entre la mécanique des solides et celle des fluides.

 

Cette image de Pluton a été prise par New Horizons à la distance de quatre millions de kilomètres, le 11 juillet. Dans deux jours, c’est à onze mille kilomètres seulement de cet astre mystérieux que passera la sonde américaine, révélant des détails de seulement quelques dizaines de mètres à sa surface crépusculaire et glacée… Cette image montre une série de taches très sombres, aux formes étranges, et de vastes structures polygonales, qui pourraient être des cratères d’impacts, ou des formations glaciaires.
Prise à quatre millions de kilomètres de distance, cette photographie ne montre que des détails de vingt kilomètres environ, les images prises lors de la rencontre seront donc une véritable révélation…
Pourtant, nous ne verrons pas mieux cet hémisphère intriguant de Pluton avant plusieurs décennies et le lancement d’une hypothétique future sonde aux confins du système solaire… En effet, c’est l’autre face de la planète naine que New Horizons va survoler le 14 juillet !
Pluton, supposent les planétologues, doit ressembler à Triton, le grand satellite de Neptune. Ils imaginent une surface glaciale, perpétuellement plongée dans une pénombre crépusculaire et baignée par une atmosphère transparente, extrêmement raréfiée. Peut-être des geysers de glace jaillissent-ils de loin en loin dans ce désert glacé, où le thermomètre est bloqué jour et nuit sur -230 °C…
Pluton, qui mesure seulement 2306 kilomètres de diamètre, forme une véritable « planète double » avec Charon, deux fois plus petit et dix fois moins massif. Les deux astres sont gravitationnellement « soudés », se présentant perpétuellement le même hémisphère l’un à l’autre. Plus loin du couple circulent quatre autres petits satellites, Hydra, Nix, Styx et Kerberos.
Dans deux jours, c’est un véritable système planétaire en miniature que va nous révéler New Horizons.
Serge Brunier

Dans une étude originale des chercheurs ont prouvé que date de naissance et âge du corps ne coïncident pas toujours : nos organismes vieillissent à des rythmes différents… Si nous le savions déjà par expérience, ces résultats scientifiques apportent des données chiffrées : ainsi, parmi les 954 adultes de 38 ans testés, sains et ne présentant aucune pathologie, les chercheurs ont mesuré des “âges biologiques” allant de 28 ans à 61 ans.

L’intérêt de l’étude ? La mesure d’un “âge biologique” chez des sujets sains permettrait de faire de la prévention, identifiant les personnes en voie de vieillissement rapide afin de leur proposer des traitements et une hygiène anti-âge…

Mesurer l’âge biologique de personnes nées entre 1972 et 1973

Concrètement, l’étude menée par une équipe internationale sous la houlette de l’Université Duke à Durham (Caroline du Nord), s’est basée sur les données médicales recueillies depuis 40 ans auprès d’hôpitaux néo-zélandais de la ville de Dunedin sur un millier de personnes nées entre 1972 et 1973 (nommée Étude Dunedin). Ces données ont été recueillies à de nombreuses reprises durant la vie de ces personnes, constituant des profils médicaux très complets.

Les chercheurs ont récupéré ces mesures sur l’évolution des biomarqueurs des 954 adultes jusqu’à l’âge de 38 ans, en particulier : le ratio hauteur/tour de anche, la masse corporelle, l’état de leur ADN ainsi que celui de plusieurs fonctions (pulmonaire, cardiovasculaire, rénal, hépatique, immunologique, etc.). En tout, 18 marqueurs biologiques suivis durant presque quatre décennies.

 33 années de différence entre deux personnes de 38 ans

Ils ont alors pu mesurer le “rythme de vieillissement” des organes et des fonctions, c’est-à-dire leur détérioration progressive, ce malgré l’absence de maladie déclarée. Et pour attribuer un “âge biologique”, ils se sont servis d’un modèle informatique (algorithme) permettant de calculer un score global de l’état de l’organisme et de le comparer aux valeurs moyennes de vieillissement de la population.

Conclusion : non seulement on observe d’énormes disparités dans les âges biologiques de ces trentenaires – 33 ans de différence entre le corps le plus “jeune” (28 ans) et le corps le plus “vieux” (61 ans) – mais on constate que le sujets vieillissant plus vite voient également décliner leur capacité cognitive et leur force physique… et ils ont l’air plus vieux (mesure réalisée en montrant leur photo à un panel de personnes devant leur attribuer un âge).

Vers un diagnostic précoce du syndrome de vieillissement rapide ?

Sachant que, comme le disent les chercheurs, l’héritage génétique ne compte que pour 20% dans la manière dont le corps vieillit, l’aspect environnemental (travail, alimentation, sommeil, activité physique, etc.) est prépondérant dans ces processus.

De fait, ce type de mesure de l’âge biologique de personnes jeunes sans pathologies est une première, les études du vieillissement portant en général sur des personnes âgées et/ou en mauvaise santé. Or, dans une population mondiale vieillissante, surtout dans les pays industrialisés, ce type de mesure intéresse fortement les organismes de santé publique : un diagnostic de vieillissement rapide chez des adultes en bonne santé permettrait de mettre en place des traitements spécifiques, autant médicaux que d’hygiène de vie, avant que les maladies ne se déclarent.

Román Ikonicoff

 

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• Le travail de nuit accélère le vieillissement du cerveau
• Seulement 4,3 % des personnes dans le monde n’ont aucune maladie ni handicap

 

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• Espérance de vie en bonne santé : elle baisse ! – S&V n°1149 – 2013. En France, l’allongement de la durée de vie ainsi que le vieillissement de la population (les baby-boomers sont aujourd’hui des papy-boomers) ont conduit à une stagnation voire une baisse de l’espérance de vie en bonne santé.

•  Les particules fines font perdre des années de vie - S&V n°1124 –  2011. Les particules fines sont en partie responsables des allergies. Réduire leur émission permettrait d’allonger de plusieurs mois l’espérance de vie des Européens

• Votre santé au travail : sept pièges simples à éviter – S&V n°1144. Ecrans, pollution de l’air, mauvaise alimentation, bruit, sédentarité… Comment se prémunir contre ces facteurs qui abîment la santé des travailleurs.

C’est à la surréaliste vitesse de 13,8 kilomètres par seconde, c’est à dire près de 50 000 kilomètres/heure, que la sonde New Horizons fonce vers Pluton et ses satellites… A raison de un peu plus de un million de kilomètres par jour, la rencontre – fulgurante ! – aura lieu ce 14 juillet, à 13 h 49 min 57 s très exactement…
L’odyssée de la sonde américaine a commencé voici près de dix ans, le 19 janvier 2006. Après un passage auprès de Jupiter, dont le champ gravitationnel puissant a été utilisé par les scientifiques américains pour orienter leur sonde dans la bonne direction, New Horizons arrive enfin à destination. Mais jusqu’au 14 juillet, la tension demeurera au Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, qui pilote la sonde depuis le Maryland, car une panne de la sonde n’est pas exclue : le 4 juillet dernier, New Horizons a cessé de fonctionner quelques heures durant…
Mais, pour l’instant, tout va bien : ce « bug » réparé, chaque jour, la sonde de la NASA transmet des images, de plus en plus nettes de Pluton et ses cinq satellites, Charon, Hydra, Nix, Styx et Kerberos…

Ce 14 juillet, la traversée du système de Pluton, prendra, en tout, un petit quart d’heure seulement, pendant lequel New Horizons enregistrera des images à haute résolution de la planète naine et ses satellites. En point d’orgue, bien sûr, le survol de la surface de Pluton à seulement 11 000 kilomètres de distance…
Cependant, à la distance actuelle de la sonde, 4.766 milliards de kilomètres, ce 10 juillet, le temps de transmission, à la vitesse de la lumière, des données enregistrées est de 4 h 25 min. Par ailleurs, les capacités de transmission de l’émetteur de la sonde, à une telle distance, sont forcément limitées : seules quelques photographies seront transmises, la plupart des données scientifiques étant stockées jusqu’au 14 septembre, date à laquelle elle seront acheminées progressivement vers la Terre…
Alors, à quoi devons-nous nous attendre ?
D’ici au 14 juillet, des images de plus en plus précises de Pluton et son satellite géant Charon vont être publiées par la Nasa, puis… plus rien jusqu’au 15 ! Le 15 juillet au soir, quelques images de la rencontre devraient être rendues publiques, révélant la surface de Pluton avec une précision de 500 mètres…

Avec la rencontre de New Horizons et Pluton se clôt, symboliquement, la première phase de l’exploration du système solaire. Pluton, découverte en 1930, a été des décennies durant considérée comme la borne externe de notre système planétaire, sa frontière.
D’ailleurs, lorsque la sonde New Horizons a quitté la Terre, en 2006, c’est bien pour visiter la « dernière planète du système solaire ». Au grand désarroi des Américains, l’Union Astronomique Internationale (UAI) a alors rétrogradé le petit astre glacé au statut de « planète naine ».
Mais il est clair que pour les astronomes amateurs comme professionnels, pour les lecteurs assidus des pages astronomiques des atlas et encyclopédies, Pluton garde, depuis des décennies cet attrait de monde lointain et mystérieux, qui borne le système solaire. Après Mercure, Vénus, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune, dans quelques jours, enfin, la petite planète Pluton sera dévoilée…
Et après ? New Horizons, une fois traversé le système de Pluton, filera t-elle, dans un espace infiniment vide, vers la sortie du système solaire ?
Non. L’odyssée de la sonde américaine ne s’achèvera pas ce 14 juillet, puisque la Nasa prévoit désormais de diriger sa sonde vers une autre planète naine, plus lointaine encore, qu’elle devrait atteindre en 2019… La décision de prolonger la mission vers cette nouvelle cible, 2014 MU69, peut-être, sera prise après le succès attendu de la rencontre avec Pluton.
Serge Brunier

C’est un fait bien établi par la biologie moderne : porteuse de tous les gènes de l’individu et divisée en 46 chromosomes, la molécule d’ADN se retrouve dans le noyau de toutes les cellules, qu’il s’agisse d’un neurone, d’une cellule de peau ou d’une cellule osseuse. Mais  ces cellules n’ont ni la même forme, ni la même fonction, elles ne produisent pas les mêmes substances et ne réagissent pas aux mêmes signaux.

De là à penser que l’ADN est impliqué, c’est à la fois vrai et faux. Faux parce que l’ADN de toutes ces cellules est le même, mais vrai car parmi tous les gènes que contient leur ADN, seuls certains s’expriment, tandis que d’autres restent silencieux.

Le même ADN… sauf dans deux cas

Cela étant, il existe effectivement deux catégories de cellules contenant un ADN différent des autres. D’une part, les lymphocytes B, cellules de l’immunité dont une partie de l’ADN est sans cesse réorganisée (on dit recombinée) afin de produire une infinité d’anticorps adaptés à la défense de l’organisme. D’autre part, les gamètes, ou cellules sexuelles, qui ne portent chacun que 23 chromosomes uniques. Ces derniers sont assemblés à partir d’un mélange aléatoire des gènes de chaque paire de chromosome contenue dans les cellules qui produisent les gamètes. Toutes les autres cellules contiennent la même information génétique.

Enfin, presque. Car un ultime processus intervient, qui fait que si quasiment toutes les cellules contiennent le même ADN, celui-ci, en réalité, n’est pas parfaitement identique. Pour comprendre, partons de la première cellule, celle que forme l’œuf fécondé. Cette cellule est créée à partir de la rencontre de deux gamètes (l’un provenant du père, l’autre de la mère) apportant chacun leurs 23 chromosomes qui formeront les fameuses paires. Cette cellule, point de départ de toutes les autres, subit un processus de division (la mitose), qui permet d’obtenir deux cellules filles en tout point identiques à celle qui leur a donné naissance. Y compris au niveau de l’ADN. Car, au cours de la mitose, l’ADN est dupliqué de façon à ce que chaque cellule fille reçoive le même matériel génétique.

Un même ADN mais avec des erreurs de copie

Seulement voilà, ce mécanisme de réplication n’est pas parfait et il arrive que des erreurs de copie se produisent. Même si elles sont très peu fréquentes, on compte environ une erreur pour 10 milliards de bases d’ADN répliquées sur les 3,2 milliards de paires que compte la molécule humaine. “Toutes les cellules d’un organisme ont sans doute au moins une paire de bases de différence (rarement la même) avec celle dont elles sont issues”, souligne Anne Plessis, du laboratoire Génétique du développement et évolution de l’Institut Jacques-Monod à Paris.

Ces mutations peuvent être de trois types : la substitution d’un élément par un autre, l’insertion d’un élément supplémentaire à l’intérieur de la chaîne moléculaire ou, à l’inverse, une délétion. Ces deux derniers types d’erreurs peuvent avoir des conséquences importantes puisqu’ils décalent la chaîne moléculaire et peuvent ainsi fausser certains mécanismes cellulaires comme la création de protéines. Elles peuvent parfois être à l’origine de maladies génétiques extrêmement graves comme la mucoviscidose ou l’hémophilie. Mais heureusement, ces mutations spontanées sont le plus souvent dites “silencieuses”, c’est-à-dire qu’elles n’altèrent pas le fonctionnement de la cellule ou l’expression correcte d’un gène, car elles surviennent dans des parties de la molécule qui ne correspondent pas à des gènes.

G.A.

D’après S&V n°1111.

 

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• La mécanique de la vie – S&V n°1150 – 2013. Contraintes, frottements, contractions… les forces physiques agissent aussi sur les cellules, et influencent leur développement et leur organisation à l’intérieur de l’organisme. La division cellulaire, aussi, obéit aux lois de la physique !

• Ils ont créé des êtres presque vivants – S&V n°1157 – 2014 – C’est un fait : il y a 3,7 milliards d’années des organismes vivants ont commencé à émerger de l’inerte. Cela ne s’est pas fait du jour au lendemain : des dizaines de millions d’années durant lesquelles des formes intermédiaires, ni vivantes ni inertes, ont crû dans les océans. Les scientifiques tentent de comprendre et reproduire cette étape en laboratoire.

• Les nouveaux mystères de l’ADN – S&V n°1145 – 2013 – Depuis la découverte de la structure de l’ADN, en 1953, les biologistes ne cessent de s’étonner de la sophistication de cette minuscule machinerie qui contient toutes les informations pour faire fonctionner un organisme vivant. C’est un véritable langage, dont les paroles sont des protéines, qui est loin d’avoir été parfaitement déchiffré.