Revue de l’année scientifique 2019: et la lumière jaillit

Ce que l’on pourrait voir en voyageant près du trou noir supermassif M87. 
Photo: Nicolle R. Fuller National science foundation Ce que l’on pourrait voir en voyageant près du trou noir supermassif M87. 

Parmi les découvertes scientifiques qui ont marqué 2019, la toute première image d’un trou noir captée par un éventail de radiotélescopes a frappé tous les esprits. Cette preuve visuelle d’un objet céleste qu’on croyait complètement invisible en raison de son énorme force de gravité qui aspire tout dans son entourage, y compris la lumière, a fait la une de tous les grands journaux du monde, y compris Le Devoir. Elle est aussi devenue l’image la plus téléchargée de l’histoire du site Internet de la National Science Foundation, une agence publique américaine ayant pour mission de soutenir la recherche fondamentale. La revue Science l’a déclarée « découverte de l’année 2019 ».

Cette image qui ajoute un nouveau jalon dans l’histoire de l’astronomie nous fait voir la silhouette du trou noir supermassif M87, qui est situé à 55 millions d’années-lumière de la Terre, au centre de la galaxie Messier 87. Il s’agit essentiellement d’un anneau lumineux qui correspond à la lumière émise par les gaz et la matière qui se sont échauffés en tourbillonnant juste à l’extérieur de l’horizon du trou noir, cette frontière à l’intérieur de laquelle tout s’engouffre dans le trou noir.

La taille du coeur noir qui est encerclé par cet anneau brillant indique que ce trou a déjà avalé 6,5 milliards de fois la masse du Soleil.

Cette capture photographique inédite a été rendue possible grâce à d’importantes améliorations technologiques, notamment en ce qui concerne les antennes réceptrices. Les trous noirs étant très loin et peu brillants, il aurait fallu, pour en capter un, un télescope de la taille de la Terre capable de fournir des images d’une très grande précision. Comme il était impossible de construire un tel télescope, on a fait appel à 8 radiotélescopes situés à divers endroits sur le globe. Les signaux captés en avril 2017 sur ces différents sites ont été rassemblés et unifiés par la technique d’interférométrie à très longue base.

Photo: National Science Foundation Cette image, qui a posé un jalon en astronomie en permettant de confirmer la théorie de la relativité générale d’Einstein, est devenue la plus téléchargée de l’histoire du site Internet de la National Science Foundation, une agence publique américaine ayant pour mission de soutenir la recherche fondamentale.

Cette prouesse scientifique, qui a nécessité deux ans de travail et qui a permis de confirmer la théorie de la relativité générale d’Einstein, a fait l’objet de six articles dans la revue Astrophysical Journal Letters en avril dernier.

L’équipe de l’Event Horizon Telescope, qui a réalisé cet exploit, rassemblait plus de 200 chercheurs provenant de 53 institutions à travers le monde. Elle espère publier en 2020 l’image d’un autre trou noir, Sagittaire A*, se trouvant cette fois au centre de notre galaxie, la Voie lactée. Disposant de données plus précises que pour M87, les chercheurs devraient pouvoir décrire avec plus de précision la taille de ce trou noir, sa masse et la distance à laquelle il se trouve de nous.

À quoi ressemblaient les Denisoviens ?

L’année 2019 a permis de dresser un portrait plus détaillé de l’Homme de Denisova, une espèce du genre Homo, qui aurait vécu en Asie et se serait éteinte il y a 50 000 ans. Cette espèce a été identifiée en 2010 à la suite de la découverte d’un auriculaire fossilisé dans la caverne de Denisova, en Sibérie. L’ADN que renfermait ce petit os appartenant à une jeune fille s’est révélé être différent de celui de l’Homme de Néandertal et d’Homo sapiens, qui étaient présents à la même époque. Les chercheurs ont toutefois remarqué que certains peuples vivant aujourd’hui en Asie renferment dans leur génome certains fragments d’ADN de Dénisoviens, ce qui suggère que ceux-ci se sont vraisemblablement accouplés avec des Néandertaliens et des hommes modernes.

Mais avec aussi peu d’éléments que ces quelques fragments de doigts, il était impossible de savoir à quoi ressemblaient les représentants de cette espèce. Or, en mai dernier, une équipe franco-chinoise a employé une nouvelle technique permettant d’analyser des protéines anciennes pour étudier une mandibule retrouvée il y a 40 ans dans la grotte de Baishiya, un sanctuaire bouddhiste situé au Tibet. Comme il n’avait pas été possible de tirer de l’ADN de bonne qualité de cette mandibule datant de 160 000 ans, les chercheurs chinois et français se sont alors tournés vers le collagène, une protéine qu’ils ont extraite de cette mandibule, ainsi que de la phalange découverte en 2010. L’analyse de ces deux échantillons a révélé qu’ils appartenaient à la même espèce. Les chercheurs en ont alors conclu que l’Homme de Denisova était doté de mâchoires robustes et garnies de grosses molaires.

En septembre dernier, une autre équipe a fait appel à une méthode d’analyse du génome permettant de retracer les modifications chimiques de l’ADN, appelées méthylations, que présentait l’ADN issu de la phalange exhumée en 2010 dans la caverne de Denisova. Les chercheurs ont ensuite consulté une base de données décrivant comment l’inactivation de certains gènes — comme peut l’induire la méthylation — influence l’anatomie d’un individu. Ils ont ainsi pu interpréter les diverses modifications observées dans l’ADN de la fille de Denisova et en déduire à quoi ressemblait son corps. Ces chercheurs ont ainsi pu montrer qu’avec son bassin large, son front fuyant et sa mandibule protubérante, cette jeune fille ressemblait beaucoup aux Néandertaliens, mais qu’elle avait aussi une face plus large et une arcade dentaire plus longue que celles des Hommes de Néandertal et des humains modernes.

Des microbes contre la malnutrition

Une équipe internationale a concocté un supplément alimentaire qui permettrait à des enfants souffrant de malnutrition de retrouver une croissance normale. Près de dix ans de recherche ont été nécessaires pour comprendre pourquoi nombre d’enfants victimes de dénutrition demeuraient malingres et malades quand on les réalimentait. Ces enfants n’arrivaient pas à récupérer parce que leur flore intestinale était immature, c’est-à-dire qu’elle était restée telle qu’elle était à leur naissance.

Partant de cette hypothèse, les chercheurs ont d’abord identifié les types de bactéries qui sont caractéristiques d’un microbiome intestinal mature. Ils ont alors remarqué que le lait en poudre et le riz, qui sont les ingrédients habituels des formules d’aide alimentaire, favorisaient peu la prolifération de ces bactéries.

Ils ont ensuite expérimenté chez des souris, chez des porcs et finalement chez un petit groupe d’enfants dénutris diverses combinaisons d’aliments que l’on trouve aisément dans les pays en développement afin de voir comment elles modifiaient le microbiome.

Ils ont ainsi observé que des suppléments contenant des pois chiches, des bananes, ainsi que des farines de soya et d’arachide favorisaient la maturation du microbiome. Qui plus est, les enfants qui avaient reçu ces suppléments présentaient dans leur sang une quantité accrue de protéines et de métabolites associés à une croissance normale.

Reste maintenant à confirmer chez un plus grand nombre d’enfants l’efficacité de cette mixture qui stimule la croissance des bactéries bénéfiques pour l’intestin, et qui, en plus, est peu chère et facile à obtenir dans les pays où sévit la famine.