"Tant que tu vivras, cherche à t'instruire: ne présume pas que la vieillesse apporte avec elle la raison" Solon

Les anneaux de Saturne sont apparus il y a 10 à 100 millions d'années estiment des chercheurs


Les chercheurs se sont basés sur les ultimes observations de la sonde Cassini. (Photo: AFP)


Les anneaux de Saturne sont apparus très récemment, il y a 10 à 100 millions d'années, estiment des chercheurs dans une étude parue jeudi dans la revue Science. Ils se sont basés sur les ultimes observations de la sonde Cassini.


Cette période correspond à peu près l'époque des dinosaures sur Terre, disparus il y a 65 millions d'années. Saturne, sixième planète en partant du Soleil, s'est formée il y a quatre milliards et demi d'années, au début du système solaire, et a donc vécu pendant la quasi-totalité de son existence sans ses anneaux.

Les planétologues avaient de nombreux indices de l'âge relativement jeune des anneaux, formés peut-être par des collisions de lunes de Saturne, ou bien par l'éclatement d'une comète qui se serait rapprochée trop près de la planète.

Grande énigme résolue

Mais leur âge exact restait l'une des grandes énigmes du système solaire. La sonde américano-européenne Cassini, lancée en 1997 et qui a tiré sa révérence en 2017, a récupéré les données permettant de calculer cet âge.

A la fin de sa mission, Cassini a effectué 22 orbites, passant entre Saturne et ses anneaux et s'en rapprochant comme jamais auparavant, avant d'aller se désintégrer délibérément dans l'atmosphère de la planète, à bout de carburant.

Ses instruments ont permis aux scientifiques de la mission de mesurer les forces gravitationnelles exercées respectivement par les anneaux et par la planète pendant ces plongeons, et d'en inférer la masse des anneaux. Cette masse, combinée à d'autres données, a ensuite conduit à une estimation de l'âge.

«C'est seulement en se rapprochant d'aussi près de Saturne lors des orbites finales de Cassini que nous avons été capables de récolter des données à l'origine de ces nouvelles découvertes», a expliqué l'auteur principal de l'étude, Luciano Iess, de l'université italienne de la Sapienza de Rome.

Mission accomplie pour Cassini

«Avec ces travaux, Cassini remplit le but fondamental de sa mission: non seulement déterminer la masse des anneaux, mais utiliser ces informations pour affiner les modèles et déterminer l'âge des anneaux».

Comme l'explique la Nasa, plus la masse est faible, plus les anneaux sont jeunes, car en vieillissant, les anneaux attirent des débris et s'alourdissent.

Les anneaux sont constitués à 99% de glace. L'étude ne répond pas à la question de leur origine, mais renforce les théories d'une comète ou d'une collision de lunes glacées.

ATS

Ils ont transformé des cellules cancéreuses en graisse inoffensive


Une cellule cancéreuse. Crédits : iStock


Une équipe de chercheurs annonce avoir réussi à transformer des cellules cancéreuses en cellules adipeuses inoffensives chez la souris. Des résultats prometteurs, même si du chemin reste à parcourir. Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Cancer Cell.

Lorsque les cellules cancéreuses produisent ce que l’on appelle une métastase, ces dernières subissent des modifications leur permettant de se “libérer” de la tumeur pour ensuite migrer vers d’autres organes. En se transformant, les cellules entrent alors dans un état plus “immature”, plus malléable. Ce changement est appelé transition épithélio-mésenchymateuse (EMT). Pendant cet intervalle, il est alors en théorie possible d’influencer en quelque sorte le futur de ces cellules. C’est un peu comme avec les cellules souches, à partir desquelles vous pouvez créer n’importe quelle autre cellule. L’idée, dans cette étude, était donc de transformer ces cellules mortelles en cellules inoffensives en profitant de cette phase de transition.

Stopper la propagation du cancer

Et c’est exactement ce qu’ont réussi des chercheurs de l’Université de Bâle, en Suisse : transformer des cellules cancéreuses en cellules adipeuses (en graisse). Pour ce faire, les chercheurs ont d’abord transplanté des cellules humaines sujettes aux métastases (cancer du sein) dans les tissus adipeux mammaires de souris femelles. Les rongeurs ont ensuite été traités avec deux médicaments déjà approuvés par la FDA américaine. L’un d’eux est la rosiglitazone, utilisée pour traiter le diabète de type 2, et l’autre le trametinib, un médicament connu pour aider à inhiber la croissance et la propagation des cellules cancéreuses.

Grâce à la combinaison de ces deux médicaments, les chercheurs se sont alors aperçus que les cellules cancéreuses qui s’étaient extraites de la tumeur initiale se transformaient en cellules adipeuses. En d’autres termes, les chercheurs avaient réussi à stopper la propagation du cancer chez les souris concernées. Reste à savoir si ces résultats pourraient être applicables aux femmes ou à d’autres types de cancers, mais les chercheurs comptent bien se pencher bientôt sur la question. Le fait que les deux médicaments impliqués soient déjà approuvés par les autorités sanitaires devrait par ailleurs favoriser la mise en place de premiers essais cliniques.

Des motifs d’espoir

À terme, les chercheurs espèrent que cette nouvelle approche pourrait être utilisée en association avec une chimiothérapie « pour supprimer à la fois la croissance tumorale primaire et la formation de métastases mortelles », explique Gerhard Christofori, professeur à l’Université de Bâle et principal auteur de l’étude.

On rappelle par ailleurs qu’une autre étude révélait il y a quelques jours que certaines cellules du système immunitaire pouvaient maintenir les cellules cancéreuses “en sommeil”, encore une fois chez la souris. Si ces travaux peuvent être retranscrits chez l’Homme, des millions de vies pourraient alors être sauvées à l’avenir.

Le CERN vient de dévoiler ses plans pour un nouvel accélérateur de particules. Un seul mot : gigantesque




Certains des plus grands secrets de la physique, et donc de l’Univers, nécessitent des moyens techniques conséquents et des quantités d’énergie énormes pour être élucidés. Jusqu’ici, en physique des particules, le LHC (Grand Collisionneur de Hadrons) a permis des découvertes remarquables grâce à sa haute capacité énergétique et à la précision des mesures effectuées, du boson de Higgs à l’accélération d’atomes entiers, sans compter les nombreuses particules découvertes. Hier, la collaboration FCC (Futur Collisionneur Circulaire) a soumis son rapport de conception (CDR) pour publication. Le rapport dévoile un gigantesque accélérateur de particules, d’une circonférence de 100 kilomètres.

Les objectifs de ce grand projet sont multiples, et tous plus intéressants les uns des autres. Il s’agit de déverrouiller le plein potentiel de la recherche en physique des particules, non seulement pour la découverte de nouvelles particules, mais aussi pour étudier le boson de Higgs plus en profondeur, ainsi que pour tenter d’en apprendre plus au sujet de la matière noire. Il fournirait également une formation exceptionnelle à une nouvelle génération de chercheurs et d’ingénieurs.

Les physiciens européens ont pour objectif de construire un accélérateur de particules capable de rivaliser avec tout ce que nous avons pu voir auparavant, une machine si puissante qui, bien qu’à contre coeur, pourrait donner l’impression que le célèbre LHC (Grand Collisionneur de Hadrons), faisant déjà 27 km de circonférence, n’était qu’une expérience de petite envergure (bien que cela ne soit absolument pas le cas).

Des responsables de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN) viennent de présenter les résultats d’une étude qui dévoile au grand jour la conception et la potentielle future construction de la structure, qui devrait ouvrir le prochain chapitre de la physique des particules. Un accélérateur de nouvelle génération, qui devrait nous aider à résoudre des problèmes de physique fondamentale sans précédent.

Structure et implantation du nouveau collisionneur, le Futur Collisionneur Circulaire 
Crédits : CERN


Le projet : un collisionneur circulaire de 100 km, d’un coût estimé à 9 milliards d’euros. Une telle circonférence le place aux côtés du futur accélérateur chinois que nous vous dévoilions il y a peu, le collisionneur électron-positron circulaire (CEPC).

Pour le moment, son nom est simplement Futur Collisionneur Circulaire (en anglais, Future Circular Collider), ou FCC. Une fois entré en fonction d’ici les prochaines décennies, et que la recherche de nouvelles données physiques aura débuté, son nom pourrait bien entendu changer.

Le plus puissant accélérateur de particules construit à ce jour, véritable bijou du CERN, le LHC, est un accélérateur de particules situé à la frontière franco-suisse, près de Genève. Sa boucle d’aimants supraconducteurs permet aux flux de protons d’atteindre 99.9999991% de la vitesse de la lumière dans le vide, fournissant à chaque proton une énergie de 6.5 téraélectronvolts : suffisamment pour permettre l’apparition de nouvelles particules exotiques.

La plus célèbre de ces particules, et des découvertes du LHC, n’est autre que le boson de Higgs, une particule qui dans les années 1960 était présumée responsable de la masse manquante dans l’Univers. Ce n’est qu’en 2012, entre les murs du CERN, qu’elle a finalement pu être confirmée.

Sa découverte a complété l’ensemble des objets prédits par la physique théorique, qui constituent les blocs de construction fondamentaux de la réalité, et cette théorie constitue un modèle, le modèle standard.

Mais même avec le modèle confirmé, notre recherche de compréhension est loin d’être terminée. Nous avons encore beaucoup de grandes questions à résoudre, et la technologie actuelle n’est tout simplement pas à la hauteur du défi, elle ne permet pas encore de fournir toutes les preuves dont nous avons besoin pour répondre à ces questions restées en suspens.

Pourquoi la gravité est-elle si faible comparée aux autres forces ? D’où vient la faible masse du neutrino ? Pourquoi le boson de Higgs est-il si léger ? Pourquoi l’antimatière est présente en moins grande quantité que la matière baryonique (ordinaire) ? Et quelle est la vraie nature de cette mystérieuse matière noire ?

En effet, les preuves expérimentales exigent que la physique au-delà du modèle standard prenne en compte certaines observations, telles que la matière noire, ou la domination de la matière sur l’antimatière. La recherche d’une nouvelle physique, pour laquelle un futur collisionneur circulaire aurait un vaste potentiel de découverte, est donc d’une importance primordiale pour progresser de manière significative dans notre compréhension de l’univers.

Aujourd’hui, le LHC permet une énergie d’impacts combinés de 13 TeV (téraélectronvolts), mais le FCC quant à lui, permettra de développer une énergie jamais atteinte jusqu’ici, pouvant aller jusqu’à 100 TeV. De quoi faire de jolis et prometteurs « feux d’artifice » particulaires.

Toutefois, le CERN annonce que la première étape d’étude prévue avec le FCC sera « moins ambitieuse » que ce qui se fait actuellement avec le LHC. Dans un premier lieu, la gigantesque machine servira à faire collisionner des électrons avec leur homologue de l’antimatière, les positrons (ou antiélectrons). Cela diffère de ce qui se fait actuellement au LHC, qui permet la collision de hadrons (les protons et les neutrons sont des hadrons), et ces derniers ont une masse plus importante que les électrons. La composition des hadrons — trois quarks maintenus ensemble par des gluons — laisse également un désordre plus important après la collision.

D’ailleurs, les énergies mises à l’oeuvre dans la première phase du FCC ne seront même pas aussi élevées que celles du LHC, bien qu’elles seront toujours plus hautes que tout ce qui avait été fait auparavant pour ce type de particules. Cela sera en tout cas suffisant pour donner naissance aux bosons de Higgs, et le résultat final sera beaucoup plus facile à analyser qu’avec le LHC.

L’ajout d’un accélérateur de protons à part entière, bien qu’utilisant le même tunnel de 100 km, nécessitera toutefois un investissement supplémentaire de 15 milliards d’euros. En considérant ce point ainsi qu’en estimant la durée de mise en place de la phase initiale, l’accélérateur de protons en question ne serait pas fonctionnel avant fin 2050.

Pendant ce temps, la Chine a ses propres projets. Son collisionneur électron-positron circulaire (CEPC), d’une valeur de 30 milliards de yuans (environ 5 milliards d’euros), pourrait être opérationnel dès les années 2030, permettant ainsi de prendre une longueur d’avance sur les multiples collisions nécessaires pour constituer la gigantesque banque de données statistiques nécessaire à la découverte de failles au sein du modèle standard.

S’il parvient à convaincre son gouvernement, le Japon pourrait également obtenir sa propre version d’un accélérateur permettant de générer des bosons de Higgs.


La structure proposée pour le Futur Collisionneur Circulaire
Crédits : Charitos, Panagiotis/CERN


Il est aussi important de souligner que pour le moment, la réalisation du FCC n’est pas garantie, faute de convaincre toutes les parties nécessaires. En effet, mis à part pour les particules de Higgs, le LHC n’a pas répondu à toutes les attentes, et n’a pas non plus révélé un si grand nombre de nouvelles particules, comme l’espéraient les physiciens.

Vidéo complète présentant le projet, proposée par le CERN :

La variation du champ magnétique terrestre s’accentue bien plus rapidement que prévu


La Terre est une structure aux propriétés physiques dynamiques, et les processus à l’origine de son activité magnétique n’y font pas exception. Mais lorsque ces derniers sont trop mouvementés, cela peut entraîner de sérieuses conséquences. C’est actuellement le cas concernant le pôle Nord magnétique terrestre, dont le déplacement imprévisible s’accentue, sans que les géophysiciens n’en connaissent la cause. En outre, cela force les experts à mettre à jour le plus rapidement possible le modèle magnétique utilisé pour la navigation à l’échelle de la planète.

Le pôle Nord magnétique de la Terre s’est éloigné du Canada en direction de la Sibérie, poussé par la dynamique chaotique du fer liquide au cœur du noyau planétaire. Le pôle magnétique se déplace si rapidement que cela a provoqué la surprise, et la réaction quasi-immédiate, de la plupart des experts mondiaux en géomagnétisme.

Le 30 janvier, ils mettront à jour le modèle magnétique mondial, qui décrit le champ magnétique de la planète et sous-tend toute la navigation moderne, des systèmes de gestion des navires en mer jusqu’à l’application Google Maps. La version la plus récente du modèle est parue en 2015 et devait perdurer jusqu’en 2020, mais le champ magnétique change si rapidement que les chercheurs doivent maintenant le mettre à jour.

Une mise à jour rapide et nécessaire du modèle magnétique mondial

« L’erreur statistique augmente constamment » déclare Arnaud Chulliat, géophysicien spécialiste du géomagnétisme à l’université du Colorado et à la NOAA. Le problème tient en partie au pôle en mouvement et en partie à d’autres changements au plus profond de la planète. Les mouvements de convection du fer liquide au cœur de la Terre génèrent la majeure partie du champ magnétique, qui varie avec le temps, à mesure que les flux convectifs profonds changent.

Modèle magnétique mondial établi pour la période 2015-2020. Au regard du déplacement rapide du pôle Nord magnétique, les experts doivent effectuer une nouvelle mise à jour le plus rapidement possible. Crédits : NOAA



En 2016, par exemple, une partie du champ magnétique s’est temporairement accélérée profondément sous le nord de l’Amérique du Sud et dans l’est de l’océan Pacifique. Des satellites tels que ceux de la mission Swarm de l’ESA ont suivi le changement. Au début de 2018, le modèle magnétique mondial était en difficulté.

Lorsque des chercheurs de la NOAA et de la British Geological Survey d’Edimbourg ont effectué leur vérification annuelle du modèle pour s’assurer qu’il tenait correctement compte de toutes les variations du champ magnétique terrestre, ils se sont rendus compte qu’il était devenu tellement imprécis qu’il était sur le point de dépasser la limite acceptable concernant les erreurs de navigation.

Le déplacement du pôle nord magnétique terrestre

« C’était une situation intéressante dans laquelle nous nous sommes retrouvés » déclare Chulliat. Selon lui, l’explication du phénomène est double. Tout d’abord, l’impulsion géomagnétique de 2016 sous l’Amérique du Sud est arrivée au pire moment possible, juste après la mise à jour de 2015 du modèle magnétique mondial. Cela signifiait que le champ magnétique avait vacillé juste après la dernière mise à jour, d’une manière que les planificateurs n’avaient pas anticipée.

Deuxièmement, le mouvement du pôle Nord magnétique a aggravé le problème. Le pôle se déplace de manière imprévisible, fascinant les  explorateurs et les scientifiques depuis que James Clark Ross l’a mesuré pour la première fois en 1831 dans l’Arctique canadien. Au milieu des années 90, il a pris de la vitesse, passant d’environ 15 kilomètres à environ 55 kilomètres par an. En 2001, il était entré dans l’océan Arctique — où, en 2007, une équipe comprenant Chulliat avait mené des investigations sur la glace pour tenter de localiser le pôle.

Schéma illustrant le déplacement du pôle Nord magnétique du Canada vers le Sibérie depuis 1900. Crédits : World Data Center for Geomagnetism/Kyoto Univ


En 2018, le pôle a franchi la ligne de changement date internationale dans l’hémisphère oriental. Il se dirige actuellement vers la Sibérie. La géométrie du champ magnétique terrestre amplifie les erreurs du modèle dans les endroits où le champ change rapidement, comme le pôle Nord. « Le fait que le pôle avance rapidement rend cette région plus sujette à de grosses erreurs » explique Chulliat.

Pour tenir à jour le modèle magnétique mondial, ses collègues et lui l’ont alimenté sur trois années de données récentes, y compris l’impulsion géomagnétique de 2016. La nouvelle version devrait rester exacte, dit-il, jusqu’à la prochaine mise à jour régulière prévue en 2020.

Une origine située dans le noyau terrestre ?

Entre-temps, les scientifiques s’efforcent de comprendre pourquoi le champ magnétique change de manière si spectaculaire. Les impulsions géomagnétiques, comme celle de 2016, pourraient être attribuées aux ondes « hydromagnétiques » provenant des profondeurs du noyau terrestre. Et le mouvement rapide du pôle magnétique nord pourrait être lié à un courant de fer liquide à grande vitesse sous le Canada.

Graphique montrant le gradient de vitesse et le sens de déplacement (flèches noires) du courant de fer liquide du Canada vers la Sibérie. Crédits : PW. Livermore et al. 2017


Ce courant semble affaiblir le champ magnétique sous le Canada, selon Phil Livermore, géomagnétiste à l’Université de Leeds. Et cela signifie que le Canada est essentiellement en train de perdre un bras de fer magnétique avec la Sibérie. « L’emplacement du pôle Nord magnétique semble être régi par deux larges zones de champ magnétique, l’une située sous le Canada et l’autre sous la Sibérie. Et c’est la zone sibérienne qui semble l’emporter » conclut Livermore.