Récapitulatif de recherche: 7 histoires scientifiques captivantes que nous avons presque manquées
C’est une réalité regrettable qu’il n’y ait jamais assez de temps pour couvrir toutes les histoires scientifiques intéressantes que nous rencontrons chaque mois. Par le passé, nous avons présenté des récapitulatifs de fin d’année d’histoires scientifiques captivantes que nous avons (presque) manquées. Cette année, nous avons expérimenté avec une collection mensuelle. La liste de décembre comprend un oiseau fossilisé mort étouffé par des roches; une « superkilonova » à double détonation; la récupération de l’empreinte digitale d’un ancien navigateur; la biomécanique du mouvement du kangourou; et la résolution d’une énigme de matière noire qui a embarrassé des physiciens fictifs dans The Big Bang Theory, parmi d’autres morceaux alléchants.
Secrets de la posture du kangourou
Les kangourous et les wallabies appartiennent à une classe d’animaux appelés macropodes, avec une forme et un style de mouvement uniques. Leurs quatre membres et leur queue touchent tous le sol à basse vitesse, tandis qu’ils utilisent une démarche sautillante à vitesse plus élevée. Typiquement, les mouvements à haute vitesse sont plus énergivores que les mouvements à basse vitesse, mais le contraire est vrai pour les macropodes comme les kangourous; d’une manière ou d’une autre, la vitesse de saut et le coût énergétique se découplent. Selon un article publié dans la revue eLife, cela pourrait être dû aux changements dans la posture d’un kangourou à des vitesses de saut plus élevées.
Pour enquêter sur leur hypothèse, les auteurs ont utilisé la capture de mouvement 3D et des données provenant de plateformes de force pour créer un modèle musculo-squelettique 3D afin d’analyser les mouvements des kangourous roux et gris, en se concentrant sur la façon dont la masse corporelle et la vitesse influencent trois facteurs pendant le saut: la posture des membres postérieurs, l’efficacité du mouvement et le stress tendineux associé; et les chevilles. Cela a révélé que les kangourous ajustent leur posture de sorte que les membres postérieurs soient plus accroupis pendant le saut, l’articulation de la cheville faisant la majeure partie du travail par saut. La position accroupie augmente l’absorption d’énergie, améliorant ainsi l’efficacité.
Oiseau fossilisé étouffé par des roches
Il y a environ 120 millions d’années, un petit oiseau est mort étouffé par un tas de petites roches logées dans sa gorge. Les paléontologues ont récemment découvert le fossile parmi les nombreux spécimens hébergés au Musée de la Nature Shandong Tianyu en Chine. Non seulement il représente une nouvelle espèce – baptisée Chromeornis funkyi, d’après le duo techno-funk Chromeo – l’oiseau fossilisé est le premier spécimen de ce type à être trouvé avec une gorge remplie de pierres, selon un article publié dans la revue Palaeontologica Electronica.
Certaines espèces d’oiseaux, comme les poulets, avalent de petites pierres et les stockent dans leur gésier pour aider à broyer la nourriture. Les auteurs ont examiné des scanners CT antérieurs d’oiseaux fossilisés avec des gésiers et ont quantifié le nombre de pierres de gésier présentes, puis ont comparé ces données à un scanner CT du fossile de C. funkyi. Le scanner a montré que les plus de 800 minuscules pierres logées dans la gorge n’étaient pas des pierres de gésier. Donc l’oiseau n’a pas avalé les pierres pour aider à broyer la nourriture. Les auteurs suggèrent que l’oiseau était malade; les oiseaux malades mangent parfois des pierres. Quand il a essayé de régurgiter les pierres, elles se sont coincées dans l’œsophage et le pauvre oiseau est mort étouffé.
« Superkilonova » a explosé deux fois
En 2017, les astronomes ont détecté un phénomène connu sous le nom de « kilonova »: la fusion de deux étoiles à neutrons accompagnée de puissants sursauts de rayons gamma. L’enregistrement de ce type d’événement céleste était sans précédent, et il a officiellement marqué l’aube d’une nouvelle ère dans ce que l’on appelle « l’astronomie multi-messagers ». C’est la seule kilonova confirmée sans ambiguïté à ce jour, mais les astrophysiciens ont rapporté des preuves d’un possible second événement de ce type dans un article publié dans The Astrophysical Journal Letters. Et c’est inhabituel car cette kilonova pourrait provenir d’une explosion de supernova à peine quelques heures auparavant, ce qui en fait une « superkilonova ».
Les supernovae sont les explosions spectaculaires qui résultent de l’agonie d’étoiles massives, ensemençant l’univers avec des éléments lourds comme le carbone et le fer. Les kilonovae se produisent lorsque deux étoiles à neutrons binaires commencent à tournoyer dans leur spirale de la mort, émettant de puissantes ondes gravitationnelles et arrachant de la matière riche en neutrons l’une de l’autre. Ensuite, les étoiles entrent en collision et fusionnent, produisant un nuage chaud de débris qui brille avec de la lumière de plusieurs longueurs d’onde. C’est les débris riches en neutrons que les astronomes pensent créer la lumière visible et infrarouge d’une kilonova – la lueur est plus brillante dans l’infrarouge que dans le spectre visible, une signature distinctive qui résulte des éléments lourds dans les éjecta qui bloquent la lumière visible mais laissent passer l’infrarouge.
Ce dernier événement candidat kilonova, baptisé AT2025ulz, ressemblait initialement à l’événement de 2017, mais avec le temps, ses propriétés ont commencé à ressembler à une supernova, le rendant moins intéressant pour de nombreux astronomes. Mais ce n’était pas non plus une supernova classique. Donc certains astronomes ont continué à suivre l’événement et à analyser les données « multi-messagers » combinées d’autres collaborations et télescopes pendant la même période. Ils ont conclu qu’il s’agissait d’un événement en plusieurs étapes: spécifiquement, une supernova a donné naissance à deux étoiles à neutrons jumelles, qui ont ensuite fusionné pour produire une kilonova. Cela dit, les preuves ne sont pas assez solides pour prétendre que c’est ce qui s’est définitivement passé; les astronomes doivent trouver davantage de superkilnovae pour confirmer.
L’empreinte digitale d’un ancien navigateur
Au 4e siècle avant notre ère, une mini-armada d’environ quatre bateaux a attaqué une île au large de la côte du Danemark. L’attaque a échoué et les insulaires victorieux ont célébré en coulant l’un des bateaux, rempli des armes de leurs ennemis, dans un marécage, où il est resté jusqu’à ce qu’il soit découvert par des archéologues dans les années 1880. Il est connu sous le nom de bateau de Hjortspring, et les archéologues ont été récemment surpris lorsque leur analyse a révélé une empreinte digitale humaine intacte dans les goudrons utilisés pour imperméabiliser le navire. Ils ont décrit leur découverte dans un article publié dans la revue PLoS ONE.
L’empreinte digitale est significative parce qu’elle offre un indice sur l’origine des raiders venus de la mer. Les chercheurs précédents avaient suggéré qu’ils venaient de quelque part près de ce qui est maintenant Hambourg, en Allemagne. Mais les auteurs de ce dernier article ont remarqué que les goudrons d’imperméabilisation étaient de la poix de pin, concluant que les raiders pourraient avoir été originaires des régions côtières de la mer Baltique, le long de laquelle des forêts riches en pins prospéraient. Cela nécessiterait que les raiders parcourent des centaines de kilomètres de mer ouverte. Les auteurs espèrent pouvoir extraire de l’ADN ancien du goudron pour en savoir plus sur les anciens peuples qui ont construit le bateau.
Enterrements romains au gypse liquide
En parlant d’empreintes digitales anciennes, des archéologues de l’Université de York ont trouvé des marques de doigts et des empreintes digitales préservées dans du gypse durci utilisé par les Romains en Grande-Bretagne dans leurs pratiques funéraires aux troisième et quatrième siècles de notre ère. L’université abrite le projet Seeing the Dead, qui étudie les corps préservés en versant du gypse liquide (plâtre de Paris) sur eux dans leurs cercueils avant l’enterrement. Le gypse durcissait autour des corps en décomposition, créant une cavité tout en préservant des empreintes claires des contours du corps, des vêtements et du linceul. C’est similaire à la méthode utilisée pour créer des moulages des victimes de Pompéi.
Environ 70 enterrements au gypse ont été trouvés dans le Yorkshire jusqu’à présent. Dans ce cas, les chercheurs examinaient un sarcophage en pierre excavé dans les années 1870 qui n’avait pas encore été analysé. En nettoyant l’artefact et en le soumettant à un scanner 3D, ils ont remarqué une empreinte de main avec des doigts clairement délimités dans le gypse durci. Ils ont également trouvé des empreintes digitales distinctes près des bords du cercueil. L’équipe avait précédemment pensé que le gypse était chauffé à au moins 150 degrés Celsius avant d’être versé sur le corps, mais l’empreinte de main et les empreintes digitales suggèrent que quelqu’un avait lissé le gypse sur le corps à la main, suggérant des températures considérablement plus fraîches. Tout en reconnaissant que c’est un pari risqué, l’équipe espère extraire des échantillons d’ADN du sarcophage qui pourraient leur permettre de déterminer le sexe génétique.
Jouer à Super Mario combat l’épuisement professionnel
Le jeune âge adulte dans les années 2020 est chargé d’une gamme de pressions interconnectées: coût de la vie en flèche, dette de prêt étudiant, pression pour exceller académiquement, et une culture numérique « toujours connectée », pour ne nommer que quelques-uns des facteurs de stress les plus courants. Cela peut à son tour conduire à l’épuisement professionnel. Peut-être que jouer à des jeux vidéo peut aider – le bon type de jeux vidéo, comme Super Mario Bros. ou Yoshi, par opposition aux jeux d’horreur de survie dystopiques ou aux jeux multijoueurs hautement compétitifs. Selon une étude publiée dans la revue JMIR Serious Games, Super Mario Bros. et Yoshi peuvent aider les jeunes adultes à retrouver l’émerveillement enfantin et à réduire le stress et l’anxiété qui peuvent mener à l’épuisement professionnel.
Les auteurs ont employé une approche à méthodes mixtes pour leur étude. D’abord, ils ont collecté des données qualitatives auprès de 41 sujets d’âge universitaire via des entretiens approfondis; tous étaient des joueurs expérimentés de ces deux jeux. Ils ont suivi cela avec une enquête transversale pour collecter des données quantitatives auprès de 336 joueurs. L’analyse résultante a montré que ceux qui ressentaient un plus grand émerveillement enfantin en jouant rapportaient également un bonheur global plus élevé; et les joueurs les plus heureux montraient un risque significativement plus faible d’épuisement professionnel. « En allant au-delà de l’évasion et de la nostalgie, cette étude offre une nouvelle perspective sur la façon dont des jeux bien conçus et mondialement familiers peuvent fonctionner comme des microenvironnements numériques accessibles et renforçant la résilience », ont conclu les auteurs.
Résoudre un problème de The Big Bang Theory
Les physiciens ont peut-être eu des sentiments mitigés à propos de la représentation de leur profession dans The Big Bang Theory, mais une chose que la sitcom a toujours bien faite était les équations présentées sur le tableau blanc omniprésent – des œufs de Pâques astucieux pour les physiciens, grâce au conseiller scientifique David Saltzberg. Dans un épisode, Sheldon et Leonard réfléchissent à une équation sur la façon dont les axions sont générés par le soleil – partie des efforts du duo pour estimer la probabilité de détecter des axions produits par un réacteur à fusion. Leonard et Sheldon ont échoué sur ce point, mais les physiciens du monde réel pensent avoir maintenant résolu le cas, selon un article publié dans le Journal of High Energy Physics.
Les axions sont des particules hypothétiques qui pourraient expliquer la matière noire – la substance mystérieuse qui compose environ 23 pour cent de toute la masse de notre univers – et représentent une alternative théorique aux WIMP, qui ont jusqu’à présent échappé à la détection par les physiciens. Les particules peuvent présenter un comportement ondulatoire ainsi que des caractéristiques particulaires. Donc un axion se comporterait davantage comme une onde (ou paquet d’ondes) qu’une particule, et la taille des paquets d’ondes est inversement proportionnelle à leur masse. Cela signifie que ces particules très légères n’ont pas nécessairement besoin d’être minuscules. L’inconvénient est qu’elles interagissent encore plus faiblement avec la matière ordinaire que les WIMP, donc elles ne peuvent pas être produites dans de grands collisionneurs.
Donc les physiciens ont développé toutes sortes de petites expériences pour détecter les axions, des horloges atomiques et barres résonnantes, à l’éclairage de lasers sur des murs au cas où un peu de matière noire traverserait de l’autre côté. Le co-auteur Jure Zupan de l’Université de Cincinnati et ses collègues ont proposé que les axions pourraient être produits par un réacteur à fusion alimenté par du deutérium et du tritium contenus dans un récipient doublé de lithium. Parmi les sous-produits de fusion d’un tel réacteur, il y aurait un grand flux de neutrons qui interagiraient avec les matériaux dans les parois, ou entreraient en collision avec d’autres particules, libérant ainsi de l’énergie et créant de nouvelles particules: possiblement des axions ou des particules semblables aux axions.
