Oui : 10 puissance 80 ! “Ce chiffre ne vaut que pour la fraction visible de l’Univers, soit une sphère de 90 milliards d’années-lumière de diamètre centrée autour de nous, prévient Daniel Pfenniger, à l’Observatoire de Genève. En revanche, la taille de l’Univers dans son ensemble est inconnue et on ne sait même pas s’il a une limite.”

Pour compter les atomes, la méthode la plus directe consiste à compter les galaxies de l’Univers proche, à estimer le nombre moyen d’étoiles, ainsi que leur masse, puis à y ajouter la matière non lumineuse dont les astrophysiciens savent qu’elle compte pour 90 % de la matière galactique totale, avant d’extrapoler à tout l’Univers visible.

Quelle que soit la méthode employée pour compter les atomes de l’Univers, le résultat est le même

Il existe deux autres méthodes. L’une se fonde sur la densité de photons et sur les abondances relatives des éléments légers dans l’Univers, fixées dans les premières secondes après le big bang. L’autre s’appuie sur les fluctuations de la première lumière émise par l’Univers 380 000 ans après l’étincelle initiale. Or ces deux méthodes, extrapolées à l’ensemble de l’Univers visible, donnent le même verdict que la première : 10 puissance 80 !

“Tout cela est très rassurant, s’enthousiasme Alain Riazuelo, à l’Institut d’astrophysique de Paris. C’est un fabuleux test d’auto-cohérence de nos théories d’évolution de l’Univers.”

M.G.

D’après S&V n°1172

 

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Telles de minuscules paillettes iridescentes, ces petits crustacés se colorent de bleu, de rouge ou de violet… si bien qu’on les surnomme les “saphirs de mer”. Il existe une vingtaine d’espèces de Sapphirina, appartenant au groupe des copépodes (signifiant “pieds en forme de rames” en grec), chacune avec ses nuances de couleurs que les mâles arborent pour attirer les femelles.

Toutes sont étudiées depuis longtemps par les biologistes marins, sans que l’on ait jusqu’à présent saisi le secret de ces effets chromatiques chatoyants. Ni de leur capacité la plus époustouflante : les saphirs de mer vont jusqu’à disparaître complètement ! L’effet est saisissant, comme le montre la vidéo ci-dessous.

La réflectivité des cristaux de ses écailles est la clé de sa couleur

A présent, une recherche parue dans le Journal of the American Chemical Society perce le mystère. Il tient aux écailles hexagonales recouvrant le dos de ces copépodes. Composées d’une structure cristalline, ces écailles présentent une réflectivité (capacité de réfléchir la lumière) différente selon l’espacement des différentes couches de cristaux.

Et ces différences de réflectivité créent toute la palette de couleurs que l’on peut admirer. De plus, les chercheurs ont compris l’origine de l’invisibilité d’au moins une des espèces de Sapphirina. La structure des cristaux de ses écailles est faite de telle manière que lorsque la lumière les frappe avec un angle de 45°, elle est entièrement réfléchie dans la même direction : du coup, l’animal devient invisible !

—Fiorenza Gracci

 

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Parce que cela améliore l’aérodynamisme de la balle. “Les alvéoles diminuent la traînée – ou résistance à l’air –, cette force qui s’oppose au mouvement de la balle dans l’air et ralentit sa course”, précise Daniel Huilier, physicien à l’université de Strasbourg.

En effet, en s’introduisant dans ces cavités, l’air va générer des mini-tourbillons. Alors que la mince couche d’air autour de la surface d’une balle parfaitement lisse est “laminaire”, c’est-à-dire homogène et continue, elle devient ici turbulente, ce qui réduit les forces de frottement.

Alvéolée, la balle de golf transperce l’air sans être freinée

Conséquence : pour une même vitesse de drive initiale, une balle alvéolée sera moins freinée en vol qu’une balle lisse, et sa trajectoire sera plus droite sur une plus grande distance.

Si, au XIIIe siècle, en Hollande, la première balle de golf était lisse, les joueurs se sont vite rendu compte qu’une fois abîmé, leur projectile avait une meilleure portée.

Il a fallu cependant attendre le tout début du XXe siècle pour que l’ingénieur anglais William Taylor étudie scientifiquement, en soufflerie, ces effets des alvéoles sur la trajectoire des balles.

K.B.

D’après S&V n°1172

 

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L’observation a de quoi surprendre : un surplus de radicaux libres, dont on sait qu’il accélère le vieillissement de la peau de jeunes souris, améliorerait en même temps sa cicatrisation ! De quoi relancer le débat sur le rôle des radicaux libres dans la sénescence.

Considérés comme les moteurs du vieillissement cellulaire, les radicaux libres sont des groupements chimiques avec un ou plusieurs électrons libres. Ce qui les rend chimiquement très réactifs : dans les cellules, ils endommagent ainsi l’ADN, les parois et d’autres structures… engendrant leur sénescence.

Ce phénomène, appelé également “stress oxydant“, se produit naturellement, les radicaux libres étant produits à longueur de journée par notre métabolisme, notamment au sein des mitochondries (usines énergétiques des cellules). Ils peuvent aussi être introduits par la fumée de tabac ou d’autres sources toxiques, et contribuer ainsi à accélérer le vieillissement normal.

Mais une étude réalisée au Buck Institute for Research on Aging (Institut Buck pour la recherche sur le vieillissement, en Californie) et publiée dans la revue PNAS vient de trouver un étonnant effet bénéfique à une forte concentration de radicaux libres.

Les radicaux libres améliorent la cicatrisation de la peau des jeunes souris

Par modification génétique, les chercheurs ont généré une souche de souris dont les mitochondries produisent beaucoup plus de radicaux libres que la norme. Dans les cellules de leur peau (kératinocytes), le gène Sod2, codant pour une enzyme appelée superoxyde dismutase, a été éliminé. Normalement présente dans les mitochondries, cette enzyme exerce un effet antioxydant en neutralisant certains radicaux libres.

Alors qu’ils s’attendaient à des effets 100 % délétères dus au stress oxydant, les chercheurs du laboratoire de Judith Campisi ont obtenu des résultats inattendus : suite à des petites blessures, réalisées à l’aide d’un petit poinçon, la peau des jeunes souris cicatrisait mieux, et leur épiderme se reconstituait plus rapidement !

Par contre, les cellules souches s’épuisent plus rapidement en présence de radicaux libres

Comme l’ont constaté les biologistes grâce à un marquage particulier des cellules, c’était une différienciation plus intense des cellules souches qui expliquait cette meilleure cicatrisation. Autrement dit, les cellules souches se transformaient davantage en kératinocytes, les cellules constituant l’épiderme. Il existerait donc un mécanisme par lequel les radicaux libres stimulent la réparation de la peau !

Par contre, comme attendu, la peau de ces souris, devenue incapable d’éliminer les radicaux libres, subissait une sénescence plus rapide que la normale. En prenant de l’âge, elle vieillissait à vitesse grand V… et perdait rapidement la capacité de bien cicatriser.

D’après les chercheurs, la présence de radicaux libres avait épuisé le réservoir de cellules souches quand elles étaient jeunes, et leur peau s’en ressentait quelques mois plus tard.

Globalement, cette étude relance le débat sur le rôle des radicaux libres, qui s’avèrent même bénéfiques chez les jeunes ! Elle pourrait également contribuer à expliquer pourquoi les antioxydants sont contre-indiqués lors de maladies comme le cancer, alors même que le stress oxydant contribue à ces mêmes maladies. Pour mieux cerner les mécanismes en jeu, les études sur le vieillissement gagneraient à être réalisées du début à la fin de la vie.

—Fiorenza Gracci

 

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Est-elle plutôt une “boule de neige sale” ou bien une “boule de roche givrée” ? Sa consistance est-elle compacte ou poreuse ? Abrite-t-elle des substances organiques susceptibles d’avoir engendré les briques de la vie telle que nous la connaissons sur Terre ?

A ces questions, le petit robot atterrisseur Philae (et les scientifiques ayant analysé ses résultats) a enfin donné des réponses, détaillées dans une édition spéciale de la revue Science. Dans un exploit sans précédent dans l’histoire de l’exploration de l’espace, le petit engin, arborant pas moins de 10 instruments scientifiques, s’était posé le 12 novembre dernier sur la comète 67P/Tchourimov-Guérassimenko, après un voyage de 500 millions de kilomètres démarré dix ans plus tôt à bord de la sonde Rosetta.

Malgré un atterrissage rocambolesque, en trois bonds de plusieurs heures, qui avait tenu en haleine plus de 300 scientifiques impliqués dans la mission de l’ESA (Agence spatiale européenne), Philae s’était finalement installé contre une paroi rocheuse, en position oblique.

Les composés organiques inédits sur la comète pourraient avoir formé les briques du vivant

Une position problématique pour certains de ses instruments : les forets qui devaient perforer le sol de la comète afin de l’analyser au spectromètre de masse et d’y déceler les substances organiques n’ont pas pu y pénétrer. En revanche, comme le révèle une publication parue dans Science ce 31 juillet, ces mêmes spectromètres ont pu analyser la composition des poussières éjectées par la comète (sa chevelure, appelée “coma” en jargon scientifique) au moment de l’atterrissage de Philae, à partir de 10 kilomètres au-dessus sa surface, puis au premier point de contact et enfin au point d’arrêt final.

Les résultats ne sont pas des moindres ! L’instrument COSAC a relevé 16 composés inorganiques différents, 4 desquels n’avaient jamais été détectés sur une comète auparavant. L’acétone, le méthylisothiocyanate, l’acétamide et le propionaldéhyde. Or, ces composés sont potentiellement des précurseurs des substances organiques formant la base de la vie sur Terre : acides aminés, acides ribonucléiques (ADN et ARN), sucres…

Leur présence dans les poussières de la comète (vieille de 4,5 milliards d’années comme notre Système solaire) renforce donc l’hypothèse que les premiers composés organiques présents sur notre planète ont pu y être apportés par des corps tels que les comètes, avant d’évoluer lentement pour former des molécules plus complexes, biologiquement actives, dont la vie aurait émergé.

Plutôt qu’une boule de neige sale, la comète Tchouri est une boule de roche glacée

Les autres résultats scientifiques qui viennent d’être dévoilés dressent un portrait de la comète détaillant une foule de paramètres physiques : d’une température de surface de jour variant entre 90 à 130 K (degrés kelvin, c’est à dire de -183,15 à -143,15 °C),  la comète se présente comme un amas irrégulier de gros rochers protubérants, émergeant de surfaces granuleuses entourées de dépressions où le vent dépose une poussière plus fine, par un processus d’érosion semblable à celui que l’on retrouve dans les déserts sut Terre.

Plutôt qu’une “boule de neige sale” comme on considérait les comètes avant d’en avoir observée une de si près, Tchouri serait donc une “boule de poussière compacte glacée” (le rapport poussière/glace mesuré varie de 0,4 à 2,6) dont le ciment serait davantage formé par la roche poussiéreuse que par la glace.

Et cette boule est légère, poreuse : son noyau, dépourvu de tout magnétisme, affiche une porosité de 75 à 85 %, comme l’a mesuré le radar CONSERT situé sur Philae. Celui-ci a émis un signal électromagnétique transperçant la comète, en direction de Rosetta, qui se trouvait alors à l’exact opposé.

Pour l’instant, cela est tout de la part de Philae

Après ce cru de données, le robot devrait rester muet encore pour longtemps. Depuis son entrée en hibernation après l’atterrissage, il s’était réveillé pour la première fois le 13 juin dernier et avait transmis à sept reprises des informations à Rosetta par signal radio. Pour mieux les capter, la sonde avait été rapprochée de la comète, passant de 200 à 150 km de celle-ci. Mais après le 9 juillet dernier, plus aucun contact n’avait été enregistré.

La comète étant de plus en plus proche de son périhélie (le point de son orbite le plus proche du soleil), elle dégage une chevelure de plus en plus abondante de poussières, qui risque de perturber le système de repérage stellaire grâce auquel Rosetta s’oriente dans l’espace.

Du coup, les ingénieurs aux commandes de la sonde ont décidé d’éloigner celle-ci de la comète par mesure de précaution. Rosetta se consacrera ainsi, dans les prochains mois, à observer l’hémisphère sud de Tchouri, qui sera bientôt éclairé… Elle sera donc du côté opposé de Philae, dont personne ne sait s’il sera capable de transmettre à nouveau quelques informations. Rosetta, de son côté, sera suivie par les astrophysiciens de l’ESA au moins pour une année encore.

—Fiorenza Gracci

 

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• Le module Philae s’est réveillé après sept mois d’hibernation !
• Comète Tchouri : mission accomplie et terminée (momentanément)
• Rosetta, jour J
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• Exploit de Rosetta. Et pourtant rien ne s’est passé comme prévu — S&V n°1168, 2014. Les soixante-cinq heures de l’atterrissage sur la comète, racontées comme si vous y étiez !

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• Les dix énigmes du Système solaire – Spirit, Opportunity, Solar B, Venus Express… Rosetta est loin d’âtre seule. Les sondes envoyées par l’homme doivent dissiper les derniers mystères de notre système solaire… — S&V n°1066.

• Rosetta part se poser sur une comète – La mission Rosetta se prépare. A l’époque, la sonde visait la comète Wirtanen, mais le lancement a été repoussé, et la comète Tchouri choisie à la place. — S&V n°1024.