Vous avez déjà lu dans tous les sens le dernier Science&Vie ? Si vous habitez les Hauts-de-Seine ou à proximité, vous allez pouvoir étancher votre soif de sciences, jusqu’à la sortie du prochain numéro.

Du 23 janvier au 13 février, le département organise en effet la 20^ème édition du festival « La Science se livre ». A cette occasion, les médiathèques, bibliothèques et autres lieux culturels accueilleront plus de 150 animations scientifiques pour tous publics. Vous êtes fasciné par les cyborgs ou les nanotechnologies ; plutôt branché sciences naturelles, génétique, biodiversité ou paléontologie ; votre dada, c’est l’astronomie ou la conquête spatiale ? Alors consultez vite le programme des conférences gratuites, animées par certains des plus grands experts français dans ces différents domaines. Si un thème vous intéresse, dépêchez-vous de vous inscrire car il risque d’y avoir du monde !

Et ne ratez pas non plus les expositions et animations. Parce que là encore, il y a le choix : initiation à la programmation et à la robotique, ateliers découvertes sur la cryptographie, l’ADN, le changement climatique ou la médecine…n’hésitez pas à emmener vos petits frères et sœurs avec vous, certaines activités leur sont spécialement dédiées !

 

Immédiatement, on pense à John Adams et Urbain Le Verrier, qui, en 1846, prédirent l’existence de la planète Neptune. Un triomphe de cette véritable conquête de l’esprit qu’est l’astronomie : c’est en étudiant les perturbations gravitationnelles de Uranus que Adams et Le Verrier, en utilisant les équations de la gravitation universelle de Isaac Newton, arrivèrent à la conclusion qu’une planète géante, invisible, tournait à la frontière du système solaire… Ils avaient raison : Neptune fut découverte à Berlin par Johann Galle le 23 septembre 1846.
Alors, lorsque Mike Brown et Konstantin Batygin annoncent, ce 20 janvier 2016, qu’il existe peut-être une planète inconnue aux confins du système solaire, on se dit « pourquoi pas ? ».
Reprenons depuis le début. Cinq planètes sont connues des Hommes depuis l’antiquité, car elles sont très brillantes et bien visibles à l’œil nu. En partant du Soleil : Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne. Uranus a été découverte par William Herschel et par hasard, au télescope, en 1781. Enfin, après Neptune, une dernière planète, découverte en 1930 par Clyde Tombaugh, Pluton, a symboliquement clos le système solaire jusqu’en 2006.
A cette date, les astronomes, dont un certain Mike Brown, ont décidé de détrôner Pluton de son statut de planète. Avec raison : ce petit corps quatre cents fois moins massif que la Terre est plutôt un astéroïde de glace, membre d’une famille probablement immense, dont on connaît déjà quelques centaines d’exemplaires, les Transneptuniens.
Le système solaire compte donc officiellement huit planètes, et des millions de petits corps, comètes, astéroïdes et « planètes naines », comme Pluton, Cérès, Eris, Makemake, Haumea, Sedna, Quaoar, Orcus, Varuna…
Alors quand Mike Brown et Konstantin Batygin annoncent la possible découverte d’une « neuvième planète » dans le système solaire, forcément, la nouvelle enflamme la planète entière ou presque… D’autant que Mike Brown n’est pas un inconnu : il a découvert, entre autres, la planète naine Eris, et il connaît parfaitement les confins du système solaire. Et si Brown est un observateur, Batygin, quant à lui, est un théoricien : une paire idéale pour explorer le cosmos…
Alors, cette nouvelle planète, à quoi ressemble t-elle ? A rien : les astronomes ne l’ont pas observée, mais ont seulement annoncé sa possible existence. De leurs calculs, ils en ont tiré un bien surprenant portrait : l’astre aurait une masse dix fois supérieure à celle de la Terre, et tournerait sur une orbite elliptique l’approchant à environ 30 milliards de kilomètres et l’éloignant jusqu’à 150 milliards de kilomètres, ce qui correspond à deux cents fois et mille fois la distance de la Terre au Soleil !
Mais que ferait une planète à une telle distance ? Il est certain que l’objet baptisé « Planète 9 » par les deux chercheurs, n’aurait pu se former aussi loin du Soleil, le disque de gaz et de poussières tournant autour de notre étoile lors de sa formation n’étant pas assez dense à cette distance. Mais la « Planète 9 » aurait pu être expulsée par le grand jeu de billard gravitationnel des origines, qui a donné sa structure actuelle à notre système.
Mike Brown et Konstantin Batygin, dans leur article présentant leur possible découverte, expliquent que c’est l’étude des orbites d’astres très lointains, qui les a intrigué : les orbites de six objets, les transneptuniens 2007 TG422, 2013 RF98, 2004 VN112, 2012 VP113, 2012 GB174 et Sedna, convergent toutes vers le même point autour du Soleil, leur périhélie, et ces orbites sont toutes situées dans un plan voisin, comme si ces astres étaient « guidés » par une masse invisible. Plus : d’après leurs simulations, la nouvelle planète devrait aussi influencer d’autres transneptuniens, en leur affectant une orbite perpendiculaire. Or, de tels objets existent….
L’observation, bien réelle, elle, de ces objets célestes et l’analyse de leurs orbites suffit-elle à démontrer l’existence de la « Planète 9 » ?
Non. Il faudra, d’abord, aux chercheurs augmenter leur échantillon d’objets aux orbites lointaines, pour vérifier que cette convergence observée sur les six astres demeurent vraie pour plus de corps. Et puis, surtout, invoquer d’autres causes à ces orbites particulières. Se pourrait-il par exemple que le passage d’une étoile non loin du système solaire, dans le passé, ait perturbé les orbites des transneptuniens ?
Et puis, surtout, il faudrait prouver que cette planète 9 existe bel et bien… en l’observant. Quelques mois ont suffit à Johann Galle, en 1846, pour montrer que la prédiction de Adams et Le Verrier était vérifiée…
Pour la Planète 9, ce sera une autre paire de manches : Mike Brown et Konstantin Batygin n’indiquent pas précisément où « leur » planète pourrait bien se nicher, il faudra aux astronomes scanner une surface du ciel immense, avec, de plus, le risque, si l’astre est plus petit ou plus lointain que prévu, qu’il ne soit pas détectable avec les instruments d’aujourd’hui… En effet, circulant sur une orbite très elliptique, la Planète 9, si elle existe, et si elle a à peu près la taille de Neptune, aurait déjà du être observée si elle se trouve actuellement à sa distance minimale, c’est à dire à environ 30 milliards de kilomètres : les astronomes disent que l’astre aurait alors une magnitude de 16, ce qui, même pour un amateur, est très brillant : un astre de magnitude 16 est dix mille fois moins lumineux que la plus pâle étoile visible à l’œil nu, mais est très facile à photographier avec de modestes instruments à grand champ…
En revanche, si la Planète 9 se trouvait à sa distance maximale, disons 150 milliards de kilomètres, son éclat avoisinerait 23 ou 24… Un astre aussi faible est bien plus difficile à détecter. Enfin, si la prédiction de Mike Brown et Konstantin Batygin était seulement en partie exacte, et que la Planète 9 était tout à la fois plus petite et plus lointaine, elle pourrait échapper encore de nombreuses années aux astronomes.
Que la Planète 9 existe ou non, et au delà de l’étude théorique très élégante de Brown et Batygin, tous les astronomes s’entendent pour affirmer que le système solaire externe recèle encore des trésors… La sonde New Horizons a révélé l’étourdissante richesse du couple planétaire Pluton-Charon et file aujourd’hui vers un nouveau transneptunien, 2014 MU69 ; des centaines, des milliers d’autres astres attendent encore d’être découverts. Et parmi eux, une planète ?
Serge Brunier

Le 20 janvier 2016, deux astronomes du California Institute of Technology annoncent avoir trouvé, par le calcul, des indices de l’existence d’une neuvième planète dans le système solaire. Mais ce n’est pas la première fois qu’une telle hypothèse est avancée .

Dans le “Mag de la Science” proposé sur Science & Vie TV, Mathilde Fontez de la rédaction de Science & Vie raconte à Jérôme Bonaldi l’épopée de “planète X”, une éventuelle nouvelle planète aux confins du système solaire dont les astronomes avaient eu l’intuition… dès 2014.

 

 

A lire dans Les Grandes Archives de Science & Vie :

– “Le grand retour de la planète X“, par Mathilde Fontez, Science & Vie n°1162, p.84. Achetez le numéro en ligne.

 

 

 

Découvrez Science & Vie TV : http://www.science-et-vie.tv

 

On l’a tous remarqué : tenu entre les doigts, un glaçon adhère à la peau si bien qu’il est difficile de s’en séparer. Or, en fait, la glace ne colle pas toujours aux doigts !

Cette adhésion requiert deux conditions. D’abord, que la température de l’objet soit suffisamment froide : au moins −5 °C. Ensuite, que la surface de la peau en contact soit un peu humide.

A la surface, la glace fond puis se glace à nouveau, piégeant la peau

Lorsqu’un doigt mouillé touche un glaçon, une minuscule couche de glace fond à sa surface. Une mince pellicule d’eau se forme alors entre les deux surfaces en contact et se transforme immédiatement en glace, par échange thermique. C’est ainsi que se soudent les deux parties et donnant la sensation que la glace colle.

Même chose avec une barre métallique très froide : le métal conduisant bien la chaleur, il est uniformément froid et tout corps humide s’approchant sera attiré, et ce d’autant plus qu’il est mouillé. L’adhésion est donc encore plus prégnante avec la langue !

Toutefois, il faut que l’objet gelé soit assez gros pour ne pas être réchauffé par le contact de la peau, sinon la pellicule d’eau formée ne cristallisera pas.

Pour se libérer d’un morceau de métal ou d’un glaçon, mieux vaut ne pas tirer : la peau risquerait d’être arrachée. Réchauffer le point de contact permettra de décoller doucement la peau.

—C.M. et A.C.

D’après S&V Questions Réponses n°14

 

• Pourquoi les colles collent — S&V n°931 (1995). Certains matériaux appelés les collent ont la propriété de lier entre eux des matériaux différents. Des propriétés adhésives qui tiennent à leurs caractéristiques physico-chimiques…

 

Nous vous proposons de découvrir dans ce document sonore l’article « La conquête de la galaxie se prépare », un article de Mathilde Fontez, avec Elsa Abdoun et Muriel Valin, paru dans Science & Vie n°1179 (décembre 2015).

NOUVEAU : Vous pouvez désormais retrouver les articles de Science & Vie « A voix haute » – Science & Vie en podcast sur iTunes, téléchargeable pour iPhone, iPad, iPod Touch ou tout autre périphérique compatible avec les podcasts.

 

Incroyablement doués pour la survie, ces minuscules animaux viennent de donner une nouvelle preuve de leur résistance. Un tardigrade adulte et un œuf ont été ramenés à la vie après avoir passé 30 ans et demi dans un congélateur à -20 °C ! Soit près de trois fois plus que le précédent record, lorsque des chercheurs avaient fait revivre des tardigrades déshydratés pendant 9 ans.

Appelés également oursons d’eau pour leur forme dodue et un peu empotée rappelant celle d’un ours —mais avec huit pattes et mesurant un demi millimètre en moyenne !—, les tardigrades (“qui marchent lentement” en latin) sont un petit embranchement d’invertébrés proches des arthropodes (araignées, insectes, crustacés…).

Des as de la survie en toutes conditions

Des pôles à l’équateur, des sommets de l’Himalaya aux profondeurs océaniques, les quelque 1000 espèces de tardigrades prospèrent partout où poussent les mousses et les lichens dont ils se nourrissent, ainsi que dans les eaux peuplées d’algues microscopiques, qu’ils apprécient également.

Mais leur extraordinaire capacité d’adaptation va bien au-delà : les expériences montrent qu’ils résistent à l’eau bouillante ou à la congélation, à une déshydratation presque totale, à des radiations ionisantes des centaines de fois supérieures aux doses létales pour l’homme, ainsi qu’au vide intersidéral ! Des performances à première vue invraisemblables, dues à leur capacité à entrer, comme peu d’autres animaux, en cryptobiose : un état de mort apparente où toutes les fonctions vitales sont figées, et plus aucune activité biologique a lieu dans l’organisme… jusqu’au moment où les conditions sont de nouveau réunies pour que la vie recommence.

A présent, une nouvelle étude parue dans la revue Cryobiology prouve que la cryptobiose permet aux tardigrades de survivre à de très longues années de congélation, avant de reprendre une vie normale, jusqu’à la reproduction. Ils peuvent ainsi repeupler leur environnement en l’espace de quelques semaines !

Décongelés, un tardigrade adulte et un œuf ont repris leurs fonctions vitales

La démonstration a eu lieu à l’Institut national japonais de recherches polaires (NIPR) où un échantillon de mousse prélevé en novembre 1983 en Antarctique sommeillait dans un frigo à -20 °C.

En mai 1984, soit 30 ans et demi après sa congélation, Megumu Tsujimoto et ses collègues ont progressivement décongelé ce petit glaçon d’un centimètre cube. Trois tardigrades de l’espèce Acutuncus antarcticus, deux adultes et un œuf, ont été ainsi libérés de la glace.

Afin de les laisser se réveiller dans les meilleures conditions, ils ont été installés dans des capsules Pétri tapissées d’un gel et contenant de l’eau minérale additionnée en algues microscopiques (Chlorella) en guise de nourriture.

En quelques semaines, une petite population se reconstitue

Peu à peu, sous les microscopes des biologistes, la magie a opéré : dès le 1er jour, le premier tardigrade a commencé à bouger ses pattes arrière, avant de se redresser le 6e jour et de commencer à se nourrir à partir du 13e jour. Le 23e jour, il pondait ses premiers œufs ! Cette espèce se reproduit en effet par parthénogénèse, un mode de reproduction asexuée (qui ne demande pas d’accouplement). Au bout de cinq pontes, sur un total de 19 oeufs, 14 petits tardigrades ont vu le jour.

De son côté, l’oeuf congelé a éclos 6 jours après décongélation ! L’animal qui s’est développé a commencé lui aussi à pondre rapidement, produisant une descendance de 7 petits, que les chercheurs japonais continuent d’élever et de laisser se reproduire en laboratoire. Le deuxième adulte, en revanche, n’a pas survécu au-delà du 20e jour, suite à des difficultés à s’alimenter.

La cryptobiose, mécanisme ultime de survie

Quel est donc le secret de cet incroyable retour à la vie ? Il serait expliqué, selon des chercheurs de l’université de Chicago, par une sorte de verre qui occupe l’organisme des tardigrades lorsqu’il se fige. Des protéines, normalement liquides, se lient entre elles en cas de forte déshydratation, formant une structure solide qui “vitrifie” en quelque sorte l’animal… pour un temps indéfini. Une fois remis en contact avec de l’eau (liquide), l’organisme se fluidifie peu à peu, les protéines retrouvant leur état normal.

En outre, les tardigrades disposeraient de mécanismes de réparation de l’ADN très performants, qui pallieraient les dégâts provoqués par la congélation et la déshydratation.

La cryptobiose existe également chez d’autres animaux microscopiques, tels que les rotifères et les nématodes (les vers ronds) : c’est d’ailleurs l’un de ces derniers, Tylenchus polyhypnus, qui détient le record absolu de dormance : des jeunes femelles et des larves ont pu être “ressuscitées” après près de 39 ans !

—Fiorenza Gracci

 

> Lire également dans les Grandes Archives de Science&Vie :

• Sexe, voici le premier animal qui sait s’en passer — S&V n°1152 (2013) – acheter ce numéro. Les rotifères, à l’instar des tardigrades, sont pour certains dotés de la capacité à se reproduire par parthénogénèse… si bien que chez certains, les mâles ont totalement disparu !

• Voici les nouveaux extrêmophiles — S&V n°1129 (2011). Une foule d’espèces animales survit à des conditions extrêmes : crustacés, vers, insectes et même des poissons !