Espace/ médecine/ écologie
L'énigme du rayonnement X de notre Galaxie résolue
Un groupe d'astrophysiciens russes a résolu l'énigme posée par l'origine du rayonnement X du disque de notre Galaxie, rapporte le site nkj.ru.
Une équipe d'astrophysiciens russes de l'Institut d'études spatiales (IKI) de l'Académie des sciences russe a enfin trouvé une explication au rayonnement énigmatique de notre Galaxie dans la gamme X, rayonnement découvert il y a plus de 25 ans. Les recherches conduites sous la direction de Mikhaïl Revnivtsev ont montré expérimentalement que le rayonnement X du disque de notre galaxie était dû aux rayonnements de millions de faibles sources - pour l'essentiel, ce que l'on appelle des naines blanches et des étoiles aux couronnes actives.
Réparti le long du plan galactique, le rayonnement X est appelé "crête de la Galaxie". Sa nature est longtemps demeurée un mystère pour les astronomes du monde entier. Le problème résidait en ceci que ce rayonnement présentait, avec une température de 10 à 100 millions de degrés, tous les signes du rayonnement d'un gaz très chaud.
Or, un gaz aussi chaud se trouve fréquemment dans les gigantesques amas de galaxies dont la masse est de plusieurs centaines, voire de plusieurs milliers de fois supérieure à celle de notre galaxie (la masse de ces galaxies peut être de l'ordre de 10 puissance 14 à 10 puissance 15 masses du Soleil - autrement dit de 100.000 milliards à 1.000.000 de milliards de fois la masse de notre astre) -, ce qui l'empêche de "s'échapper". Mais il n'y a aucune possibilité que ce gaz puisse être maintenu dans le disque de notre Galaxie. Et si l'on suppose que le gaz s'échappe de notre Galaxie, l'énergie nécessaire pour compenser ses pertes devrait dépasser tous les réservoirs d'énergie connus de nous dans notre Galaxie.
Par conséquent, le "rayonnement" X galactique découvert voilà 25 ans nécessitait soit que l'on revoie notre compréhension de l'énergie de notre Galaxie, soit que l'on trouve une explication alternative à son apparition.
L'une des hypothèses possibles de la formation de la crête de notre Galaxie était l'addition d'une grande quantité de sources faibles, n'ayant pu être distinguées par les précédents observatoires spatiaux, de la même manière que le rayonnement visible à l'oeil nu de la Voie lactée est constitué de la lumière de nombreuses étoiles lointaines et, de ce fait, très faibles. Toutefois, cette hypothèse, émise pour la première fois il y a plus d'une vingtaine d'années, a longtemps été jugée peu plausible.
Un tournant a été opéré avec le cycle de travaux effectués par Mikhaïl Revnivtsev et ses collègues de l'IKI. L'hypothèse avancée a été confirmée pour la première fois, de manière indirecte, grâce aux études complexes menées à l'aide de l'observatoire spatial RXTE, de la NASA. Mikhaïl Revnivtsev et son équipe ont pu établir une carte de haute qualité de la crête de notre Galaxie et montrer que la répartition du rayonnement de la crête de notre Galaxie dans le ciel reproduisait de manière très proche la répartition des étoiles ordinaires.
Par ailleurs, le "recensement", effectué par Sergueï Sazonov et son équipe de l'IKI, de la population de notre Galaxie émettant un faible rayonnement X a montré directement l'existence de classes éventuelles de sources de rayonnement - des restes d'étoiles "mortes" - pouvant contribuer au rayonnement étendu de la crête. Ces sources sont, premièrement, des naines blanches à accrétion dont la matière a presque entièrement brûlé. Leurs dimensions sont très faibles, et leur masse et leur densité inhabituellement importantes. C'est la raison pour laquelle elles possèdent un fort champ gravitationnel. De ce fait, une naine blanche entrant dans un système d'étoiles doubles "accapare" petit à petit la matière de la seconde "étoile" (ce processus d'accaparement de la matière est appelé accrétion). Cette matière est portée à des températures élevées et engendre des étoiles X aux couronnes actives et un rayonnement. Et cette seconde classe de sources est plus active que notre Soleil.
La seconde étape dans la résolution de cette énigme de la formation de la crête galactique devait être la séparation directe du rayonnement X en sources distinctes. A cette fin, une équipe dirigée par Mikhaïl Revnivtsev a réalisé, en 2008, l'observation superprofonde d'un secteur du plan galactique à l'aide de la station orbitale Chandra, de la NASA, qui possède à ce jour la meilleure résolution angulaire au monde dans le rayonnement X. On avait spécialement choisi, pour ces observations, un domaine du plan galactique le plus proche possible du centre de la galaxie, afin que le signal en provenance de ce rayonnement galactique énigmatique soit maximal, et l'absorption interstellaire minimale (autrement dit, que les rayons X en provenance de cette région arrivent pratiquement "directement" sur l'observateur). La durée totale des observations a été d'environ un million de secondes, autrement dit plus de 11 journées de suivi ininterrompu de ce secteur du ciel.
Ces observations ont fourni des données d'une richesse exceptionnelle. Dans un cercle de seulement 2,5 minutes d'angle de rayon (soit 10 fois moins que la taille de la pleine Lune dans le ciel), ils ont découvert 473 (!) sources distinctes de rayonnement X. La plupart d'entre elles étant, selon toute vraisemblance, des naines blanches accrétant de la matière, et des étoiles ayant des couronnes actives.
Il a été démontré que le rayonnement X avait une nature complexe. Notamment, dans les énergies de plus de 5 à 7 keV (la gamme X de rayonnement électromagnétique), les sources ponctuelles découvertes permettent d'expliquer la totalité (à 88+/-12%) du rayonnement galactique dans la direction étudiée - autrement dit tout ce secteur ou sa majeure partie. Une part importante de la fraction de rayonnement qui demeure non résolue pourrait être due à des sources encore plus faibles que celles qui ont été déjà découvertes. Par ailleurs, une petite partie pourrait revenir à l'espace interstellaire raréfié, chauffé par les explosions des supernovae.
Désormais, les astrophysiciens procèdent à une étude minutieuse des données des sources galactiques de rayonnement X. Ils ont besoin, pour ce faire, d'améliorer considérablement leur compréhension de la population stellaire dans le domaine qu'ils ont choisi, et donc d'obtenir le maximum possible d'informations sur celui-ci dans toutes les gammes du spectre, y compris l'infrarouge et l'optique.
Mieux traiter les affections ophtalmologiques par la vitamine A
Le traitement efficace de bien des affections ophtalmologiques passe par l'administration locale de vitamine A. On ne connaissait jusqu'à présent aucun moyen optimal de l'acheminer à bon port, car elle se dissout très difficilement dans l'eau. Des chercheurs russes ont trouvé le moyen de remédier à ce problème, rapporte le site strf.ru.
De nombreuses affections de la vue conduisent à la perte de ce que l'on appelle les cellules photoréceptrices, responsables de la perception de la lumière et des couleurs. La conséquence de ces pathologies de l'oeil peut être la diminution de la qualité de la vue, voire même la cécité. Il n'existe à ce jour aucune thérapie médicamenteuse pour traiter efficacement ces affections. Hors de Russie, on utilise des préparations reposant sur des dérivés de rétinoïdes destinés au traitement des affections ophtalmologiques, oncologiques et dermatologiques.
Toutefois, les possibilités d'utiliser ces rétinoïdes sont limitées par le fait qu'ils se dissolvent très mal dans l'eau. C'est ce problème que semble être parvenue à résoudre une équipe de chercheurs russes dirigée par Vitali Chvets, titulaire de la chaire de biotechnologie de l'Académie d'Etat de Moscou des technologies chimiques fines Lomonossov de l'Académie des sciences médicales russes. Ces chercheurs ont élaboré une méthode permettant d'obtenir des formes solubles de préparations médicamenteuses sur la base d'un aldéhyde de la vitamine A, le rétinal, et de ses isomères. Cette technologie utilise une matière première peu onéreuse, ce qui permet d'escompter qu'elle sera massivement utilisée pour la prophylaxie et la thérapie des affections ophtalmologiques lourdes, ainsi que dans d'autres domaines de la médecine et de la biologie moléculaire.
La vitamine A est un élément essentiel pour l'homme. Elle participe aux processus d'oxygénation et de rétablissement, à la synthèse des protéines, à la formation des os et des dents. Elle est indispensable à la croissance des nouvelles cellules, ralentit le processus du vieillissement. Les diverses formes et dérivés de la vitamine A1, ou rétinol, jouent un rôle majeur dans le processus de perception de la lumière. Le principal segment sensible à la lumière de la rétine est une protéine complexe, la rhodopsine, qui est composée de la lipoprotéine de l'opsine et de l'aldéhyde de la vitamine A1, le rétinal. A la lumière, la rhodopsine se désintègre pour donner naissance à ces composantes, alors que dans le noir il se produit le phénomène inverse, pour lequel est nécessaire une forme active de l'aldéhyde de la vitamine A1 - le rétinal 11-cis.
L'acheminement des rétinoïdes jusqu'au secteur touché de la rétine pose problème, car ces rétinoïdes sont généralement difficilement solubles dans l'eau. Il existe à l'étranger (hors de Russie) des préparations contenant des formes solubles de rétinoïdes. Toutefois, ces préparations contiennent des composés très toxiques qui, s'ils assurent la solubilité du rétinal dans l'eau, sont interdits d'utilisation sur le territoire de la Russie.
Des chercheurs russes sont parvenus à créer un nouveau système moléculaire d'acheminement du rétinal. Il s'agit d'une préparation binaire, dont la molécule se compose d'un dérivé du rétinal, associé à un composé aminé hydrophile, non toxique, qui assure la solubilité dans l'eau de la préparation. Ce système moléculaire parvient facilement et rapidement dans le foyer de l'affection, où est libéré le principe actif de la préparation - la molécule de rétinal ayant la configuration donnée.
Les chercheurs russes ont également élaboré et optimisé une méthode permettant d'obtenir les isomères requis de rétinal. Cette technologie pourrait s'avérer extrêmement rentable sur le plan économique, car elle garantit le faible coût de la préparation finale, et permet également de fournir une matière première bon marché. Elle permettra de développer l'utilisation de ce produit à des fins thérapeutiques et curatives tant pour les affections ophtalmiques que dans d'autres secteurs de la médecine et de la biologie moléculaire.
Les chercheurs russes ont travaillé sur la base d'un contrat passé avec Rosnauka pour la période 2007-2012. Une fois les travaux scientifiques achevés, des échantillons seront transmis dans les principaux centres de traitement ophtalmologique de Russie pour des tests cliniques.
Les leçons de la catastrophe de Kertch
Les algues ont constitué la meilleure protection contre les hydrocarbures ayant atteint les côtes. Telle est l'une des conclusions auxquelles sont parvenus les scientifiques ayant étudié sur le terrain, ces dix-huit derniers mois, la situation écologique du détroit de Kertch, victime d'une grave pollution, rapporte le site nkj.ru.
Les chercheurs du Centre scientifique méridional (CSM) de l'Académie des sciences russe ont analysé les résultats d'une année et demie de monitoring des conséquences écologiques de la catastrophe survenue en novembre 2007 dans le détroit de Kertch, à la suite d'une tempête. Des pétroliers qui avaient coulé s'étaient échappées deux milliers de tonnes de produits pétroliers.
Dans la zone de la catastrophe, a indiqué l'académicien Matichov, responsable du Centre scientifique méridional, dix expéditions du CSM se sont succédé. Elles ont étudié les conséquences écologiques, tant pour le plan d'eau que pour le littoral. L'incidence négative de cette catastrophe pour la pêche et la population de poissons n'est pas aussi importante que ce qui ressort des évaluations données dans les médias, estime le scientifique. L'histoire de la production et du transport du pétrole montre que les principales victimes des accidents survenant aux pétroliers sont avant tout les oiseaux vivant sur l'eau et non loin de l'eau. C'est ce qui s'était déjà produit, par exemple, en Alaska et en Espagne. Cela a également été le cas dans le détroit de Kertch.
L'hiver, le littoral de la mer Noire accueille quelque 300.000 oiseaux. La catastrophe du détroit de Kertch a coûté la vie, de novembre 2007 à mars 2008, à près de 12.000 volatiles. Les pertes maximales - 50 oiseaux tous les 100 mètres - ont été enregistrées à l'épicentre du déversement du mazout sur le littoral. C'est la raison pour laquelle les oiseaux doivent bénéficier d'une politique de protection dans les zones littorales, souligne l'académicien. Par ailleurs, la collecte et l'enfouissement des oiseaux morts à Taman a été faite par les "liquidateurs" des conséquences de la catastrophe à leurs risques et périls, les oiseaux ayant été entassés dans des carrières situées non loin des habitations.
Une autre conséquence sérieuse de cette catastrophe est la pollution de la zone littorale. Les produits pétroliers rejetés sur la côte par la mer durant la tempête se sont retrouvés jusqu'à une profondeur d'un mètre sous le sable des plages. Pour éliminer cette pollution, il a fallu collecter des milliers de tonnes de déchets, ce qui a pu être réalisé à l'aide d'engins spéciaux. Mais pour débarrasser du mazout les rochers, il a fallu s'en remettre à l'action de la nature, l'homme étant impuissant.
Il s'est avéré que le moyen le plus efficace de lutte contre les rejets des produits pétroliers ont été les véritables "bastions" d'algues qui se sont formés le long de certaines côtes. Les algues ont été un bon absorbeur de pétrole, très adapté à la collecte et à l'évacuation des hydrocarbures par des moyens de transport.
L'académicien Matichov a relevé l'incompétence des organisations chargées de neutraliser les conséquences écologiques des déversements pétroliers. Le préjudice causé à tous les secteurs d'activité maritime a été établi par les organismes de pêche. C'est ce qui explique que les méthodes utilisées pour évaluer ce préjudice se sont avérées tendancieuses, allant dans le sens d'une surévaluation des pertes des réserves de poissons.
Personne n'est prémuni contre ces déversements de pétrole et de condensat de gaz, poursuit le président du CSM. C'est la raison pour laquelle les administrations doivent mettre en oeuvre des technologies efficaces pour nettoyer les côtes des produits pétroliers, ainsi que pour collecter et neutraliser les oiseaux morts. Le développement de ces technologies est d'autant plus nécessaire si l'on songe que l'Etat envisage d'intensifier les transferts d'hydrocarbures en ouvrant une nouvelle artère de transport reliant la Caspienne à la mer Noire, tandis que, par ailleurs, les exportations de pétrole s'intensifient déjà à partir de Novorossiisk. Une partie des bénéfices de l'industrie pétrolière doit être réinvestie dans la pêche et les technologies de protection de la nature, a résumé l'académicien Matichov.
