RIA Novosti a sélectionné dix événements scientifiques les plus marquants de l'année 2012.
Une particule similaire au boson de Higgs
L'événement scientifique le plus attendu de l'année est survenu en juillet. Les chercheurs des collaborations ATLAS et CMS du Grand collisionneur de hadrons (Large Hadron Collider, LHC) ont présenté au monde un nouveau boson – le plus lourd jamais découvert – répondant au modèle standard de la physique des particules. Cette particule, d'une masse comprise entre 125-126 GeV (gigaélectronvolt) a été découverte là où doit se situer le boson de Higgs – dernier élément manquant pour compléter le modèle standard, conditionnant la masse de toutes les autres particules élémentaires.
Sur cette expérience, le niveau de confiance était de 4,9 sigma pour le CMS et de 5 sigma pour ATLAS. Les physiciens parlent d’un niveau de confiance de 5 sigma quand la probabilité qu’une fluctuation statistique influe sur l’effet observé est de seulement 1 sur 3,5 millions. Cependant, les physiciens ne s'empressent pas d'annoncer la découverte du boson de Higgs car ils doivent analyser toutes les paramètres de cette particule.
Néanmoins, l'analyse complémentaire des informations obtenues par le LHC, et rendues publiques après la présentation de juillet, a significativement augmenté le niveau de confiance quant à l'existence du boson de Higgs.
Les recherches sur cette "particule de Dieu" ont également apporté d'autres résultats majeurs. Les physiciens travaillant sur le détecteur LHCb (LHC beauty experiment, une expérience du LHC sur le quark beauté) ont pour la première fois observé un phénomène extrêmement rare : la désintégration de mésons B en paires de muons. Les données de cet événement ont parfaitement coïncidé avec le modèle standard, ce qui ne laisse pratiquement aucune place à une "nouvelle physique", notamment pour la théorie de la supersymétrie, populaire parmi les chercheurs.
Début de "carrière" du rover Curiosity
En août, le plus grand et le plus complexe rover de l'histoire, Curiosity, a atterri sur Mars pour commencer son travail. Sa mission de recherche doit déterminer si Mars a connu des formes de vie et si, au futur, celle-ci est possible sur la Planète rouge.
Le dispositif russe DAN (Albédo dynamique des neutrons) installé sur le rover a mesuré la quantité d'eau et de minéraux hydratés dans la zone d'atterrissage de l’engin : la teneur en hydrogène dans certaines zones, sous une fine couche de sol sec, dépasse 4%. L'eau de Mars est considérablement plus "lourde" que sur Terre : elle contient bien plus de deutérium – un isotope naturel lourd de l'hydrogène. Curiosity a également analysé pour la première fois la composition de l'air, y découvrant une teneur élevée en isotopes lourds de carbone et d'argon.
Le sol de la Planète rouge a également révélé une composition en minéraux proche de celle des roches volcaniques des volcans d'Hawaï.
Dernièrement, le rover Curiosity a également découvert des substances organiques simples à la surface de Mars – des perchlorates. Ces derniers auraient pu atterrir sur la planète après la chute de météorites. S'il était finalement prouvé que ces organismes sont d'origine martienne, il faudrait déterminer si les perchlorates sont biologiques ou abiogéniques.
Plongée dans le lac Vostok
Après de nombreuses années de forage, les chercheurs russes ont enfin réussi à atteindre, en février 2012, la surface du lac antarctique sous-glaciaire Vostok, isolé du monde extérieur par quatre kilomètres de glace pendant des millions d'années.
Les chercheurs espèrent découvrir, dans les échantillons recueillis, des organismes qui auraient réussi à vivre dans les conditions d'obscurité permanente du lac sous-glaciaire.
Après la pénétration dans le lac, le forage a été stoppé mais les explorateurs reviendront sur place pour casser l'eau du lac gelé. Une partie de cette eau avait glacé sur la sonde en février et les scientifiques l'ont déjà analysée.
L'analyse des premiers échantillons d'eau a montré qu'ils ne contenaient presqu'aucun micro-organisme et que, par conséquent, les couches supérieures de l'eau de ce lac pourraient être stériles. Les pourraient toutefois être découverts dans les sédiments du lac, pensent les scientifiques. Les explorateurs russes ont l'intention d'atteindre le fond du lac en 2013-2014, grâce à un une sonde "hydrobot" spéciale.
Fin du projet ENCODE
Un consortium international de généticiens a publié en septembre les premiers résultats du projet ENCODE (Encyclopédie des éléments de l'ADN), qui vise à dresser une analyse complète des fonctions du génome de l'homme.
Les chercheurs ont découvert que les nombreuses sections de l'ADN (pratiquement 80%), auparavant considérées comme un simple ballast dans le génome de l'homme – on les appelait "ADN poubelle" - étaient vitales. Certaines sections participent ainsi à la duplication de l'ADN lors de la division cellulaire et d'autres régulent le travail des gènes. 400 000 nouveaux "régulateurs" de gènes ont été découverts dans le cadre du projet ENCODE.
Dans l'ADN poubelle de l'homme se trouvent des zones correspondant aux anciens virus. A une époque, ils se sont intégrés au génome humain et se reproduisaient en provoquant des maladies mais ensuite, d'une manière qu'on ignore, ils ont été "apprivoisés" par ce génome.
Les chercheurs espèrent que les résultats obtenus dans le cadre du projet ENCODE permettront de découvrir comment maîtriser de tels virus afin de créer de nouvelles méthodes de lutte contre le VIH, qui s'intègre également dans l'ADN de l'homme.
Nouvelle espèce d'hominidés
Les paléontologues de l'université de Nouvelle Galles du Sud (Australie), ont découvert en Chine les restes d'une nouvelle espèce d'hominidés, qui présente les caractéristiques des hommes modernes comme des représentants d'une espèce plus ancienne du genre Homo et vivaient sur le territoire de la Chine moderne il y a 14 à 15 000 ans.
Les chercheurs ont appelé cette espèce "Peuple de la grotte du Cerf rouge" car beaucoup d'ossements de cerf rouge, disparu depuis plusieurs milliers d'années du territoire de la Chine, ont été découverts au même endroit que cette nouvelle espèce inconnue.
Selon les chercheurs, le résultat est étonnant : la majorité des branches disparues du genre Homo s'est normalement éteinte 50 à 75 000 ans avant l'apparition des premiers hommes modernes en Asie. Il est donc possible que le Peuple de la grotte du Cerf rouge ait été voisin des premiers agriculteurs du territoire de la future Chine.
Bien que les auteurs de la découverte n'aient pas osé qualifier cette trouvaille de nouvelle espèce humaine, cela semble être le cas – au cours des dix dernières années, les paléontologues ont découvert deux nouvelles espèces du genre Homo en Asie. Notamment en 2003 les restes du "Hobbit", Homo floresiensis, ont été retrouvés sur l'île indonésienne de Florès. En 2010, des fragments d'os ont été retrouvés dans la grotte de Denissov, en Russie.
Nouveau satellite de Pluton
Le télescope spatial Hubble a écrit une nouvelle page de son immense palmarès en découvrant un cinquième satellite gravitant autour de la planète naine Pluton.
Ce corps céleste baptisé P5 est le plus petit satellite de Pluton – son diamètre est compris entre 15 et 24 kilomètres. Le P5 est largement plus petit que son "prédécesseur", le satellite P4 – cette lune de Pluton a été découverte par Hubble il y a un an et son diamètre est compris entre 13 et 34 km.
Cette découverte a confirmé les propos du directeur du groupe d'observation, Mark Showalter, de l'institut américain SETI. Dans une interview accordée à RIA Novosti après la découverte du P4, le chercheur a prédit que de nouveaux satellites de Pluton allaient également être révélés. A l'époque, Mark Showalter faisait remarquer que la découverte de P4 "augmentait la probabilité qu'on ait pu passer à côtés d'autres lunes de plus petite taille".
Le nouveau satellite, de même que P4, devra recevoir un nom officiel. D'après le règlement de l'Union astronomique internationale (UAI), les satellites de Pluton doivent porter le nom des personnages de la mythologie gréco-romaine faisant référence au royaume souterrain d'Hadès.
Glace sur Mercure
La sonde américaine Messenger a confirmé l'existence de zones ouvertes de glace au fond de profonds cratères du pôle nord de Mercure.
Les chercheurs ont analysé la réflectivité de deux cratères, Kandinsky et Prokofiev, au pôle nord de Mercure, grâce à l'altimètre laser MLA embarqué à bord de la sonde. Résultat ? Le fond de ces cratères comporte deux couches. Une fine surface de 15-20 centimètres de profondeur tout d’abord, composée d'un mélange du sol de Mercure et de molécules organiques complexes. La teneur en eau y est relativement faible – inférieure à 25%. La seconde couche, dont l'épaisseur dépasse la capacité de mesure du spectromètre, est presque entièrement composée de glace hydrique.
Selon les estimations des chercheurs, les cratères de Mercure pourraient contenir entre 20 milliards et 2 000 milliards de tonnes d'eau. Selon eux, une telle quantité de glace aurait pu être apportée sur Mercure par des comètes et des météorites, à une ère précoce du Système solaire. Même si, en journée, la surface au niveau de l'équateur peut atteindre jusqu'à 400 degrés, il existe des zones d'obscurité permanente dans des cratères profonds des deux pôles de la planète, où règne un grand froid.
Une planète dans le système Alpha du Centaure
Grâce au spectrographe HARPS, les astronomes de l'Observatoire européen austral (ESO) ont découvert une planète de masse terrestre dans le système stellaire le plus proche de la Terre – près de l'étoile Alpha du Centaure B, qui fait partie du système stellaire triple Alpha du Centaure. C'est la première planète de masse proche de celle de la Terre découverte près d'une étoile ressemblant au Soleil.
Les observations des scientifiques, menées depuis plus de quatre ans, ont permis de découvrir un faible signal qui témoigne de l'existence d'une planète tournant autour de l'étoile Alpha du Centaure B en 3,2 jours.
L’étoile Alpha du Centaure B ressemble au Soleil : sa masse correspond à 0,9 fois celle du Soleil et sa densité lumineuse atteint la moitié de celle de ce dernier. La planète découverte par les astronautes européens conclut sa révolution en 3,236 jours et le rayon de son orbite est de seulement 0,04 unité astronomique (5,98 millions de kilomètres), soit dix fois moins que l'orbite de Mercure (0,46 UA). La masse de cette planète représente au moins 1,13 de celle de la Terre.
Elle tourne à proximité de son étoile et doit donc être trop chaude pour l'apparition de la vie mais il pourrait s'agir de l'une des planètes capables d'exister dans ce système, estiment les chercheurs.
Traces lumineuses des premières étoiles
Grâce au télescope gamma Fermi, les astronomes ont pu observer pour la première fois les traces de lumière des toutes premières étoiles de l'Univers - ou "rayonnement de fond extragalactique".
Cette lumière "fossile" est un rayonnement ultraviolet, visible et infrarouge conservé depuis l'époque de formation des premières étoiles. Contrairement au rayonnement cosmique micro-onde laissé par le Big Bang, il est extrêmement difficile de le détecter puisqu’il est "brouillé" par le puissant rayonnement des étoiles et des galaxies modernes.
Les scientifiques manipulant le télescope ont trouvé un moyen extraordinaire de chercher des traces de lumière fossile sur le spectre des blazars : ils ont observé de puissantes sources de rayonnement associées aux trous noirs supermassifs situés au centre des galaxies. Les données obtenues ont montré, entre autres, que la vitesse de formation des premières étoiles était largement inférieure à ce qu'on pensait auparavant.
Le futur télescope spatial James Webb sera probablement le premier outil astronomique capable de percevoir les premières étoiles, dont la lumière s'est retirée loin dans la partie infrarouge du spectre en raison de l'effet Doppler et n'est donc pas accessible pour les télescopes classiques, y compris le Hubble.
Constante de Hubble à vitesse record
Les spécialistes qui travaillent avec le télescope spatial Spitzer ont suggéré un calcul plus exact de la constante de Hubble – une vitesse de récession des galaxies nécessaire, par exemple, pour déterminer l'âge de l'Univers.
Spitzer a observé, dans la Voie lactée et le Grand nuage de Magellan, près de 90 céphéides – des étoiles variables de classe particulière, dont la période de changement d'éclat varie directement en fonction de leur luminosité. Ce télescope a permis d'améliorer le résultat du Hubble de presque trois fois et a réduit l'incertitude du calcul jusqu'à 3%. C'est un pas immense pour l'exactitude des calculs cosmologiques.
D'après les nouvelles données du Spitzer, la constante de Hubble s'élève à 74,3 km/s (+/- 2,1) par mégaparsec (Mpc). C’est-à-dire que deux galaxies séparées par 1 Mpc, soit près de 3 millions d'années lumières, s'éloignent à une vitesse d'environ 74,3 km/s.
