Le détecteur LIGO, lauréat du prix Nobel, et 70 autres télescopes ont travaillé ensemble pour la première fois pour enregistrer la fusion de deux étoiles à neutrons. Selon Science, il s'agit de la percée scientifique la plus importante de 2017.
Le top 10 comprend également un cousin jusqu'alors inconnu, de nouveaux traitements pour les maladies graves, une nouvelle façon de réparer les gènes et des informations sur une origine beaucoup plus ancienne de notre espèce.
1. Collisions d'étoiles à neutrons
Le détecteur LIGO a montré une fois de plus qu'une ère complètement nouvelle avait commencé en astronomie. Le 17 août de cette année, il a enregistré le signal le plus fort de tous les temps, provenant de deux étoiles à neutrons qui ont fusionné dans une galaxie distante de 130 millions d'années-lumière.
Le détecteur LIGO a été classé n ° 1 sur la liste des plus grandes percées scientifiques l'année dernière, et cette année, le prix Nobel de physique est allé à Rainer Weiss, Barry Barish et Kip Thorne pour leur travail avec lui.
Le physicien et astronome américain Kip Thorne.
Mais l'événement du 17 août mérite une autre première place. LIGO a précédemment enregistré les ondes gravitationnelles de quatre collisions de trous noirs. Cette fois, pour la première fois, les astronomes ont vu la collision de deux étoiles lumineuses, qui peuvent également être enregistrées par un télescope ordinaire, et ont immédiatement envoyé un message à leurs collègues du monde entier: quelque chose d'intéressant se passe dans le ciel étoilé.
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LIGO et le détecteur d'ondes gravitationnelles European Virgo, ainsi qu'environ 70 télescopes différents, ont suivi la danse de la mort de deux étoiles à neutrons et des cascades de lumière, d'or, de platine et d'autres éléments lourds qui, lorsqu'ils sont entrés en collision, ont été projetés dans l'espace.
Les étoiles à neutrons sont très denses, elles ressemblent à des noyaux atomiques géants de 10 kilomètres de diamètre et peuvent peser une fois et demie plus que le Soleil. Maintenant, pour la première fois, les astronomes ont eu l'occasion de tester leurs théories sur la formation des éléments lourds lors de leurs collisions.
Les ondes gravitationnelles mesurées par LIGO et Virgo ne sont que de petites ondulations dans l'espace constituées de corps célestes vraiment lourds. La capacité de les mesurer donne accès à des connaissances totalement nouvelles, comme si l'on connectait le son à un film muet sur un orchestre symphonique. Le 17 août, pour la première fois, ce son de LIGO et Virgo a été combiné avec une image obtenue dans d'autres observatoires, et nous avons pu entendre la première pièce de tout le concert de l'univers.
2. Nouveaux grands singes dans la famille
Cette année, nous avons un nouveau cousin - un orang-outan jusqu'alors inconnu vivant dans le nord de Sumatra. Jusqu'à présent, six espèces ont été classées comme grands singes: les chimpanzés, les chimpanzés pygmées, deux espèces de gorilles, ainsi que l'orang-outan de Kalimantan (Pongo pygmaeus) à Bornéo et l'orang-outan de Sumatra (Pongo abelii) à Sumatra. La nouvelle espèce, appelée l'orang-outan Tapanul (Pongo tapanuliensis), vit de l'autre côté du lac Toba, à seulement une centaine de kilomètres de l'orang-outan de Sumatra, et en diffère génétiquement et par son comportement. Il semble que ce soit le plus ancien des trois. Seuls 800 représentants de cette espèce restent dans la nature et leur existence est menacée par le projet de construction d'un barrage.
Un orang-outan nommé Pacquiao avec le propriétaire du zoo de Malabon à Manille, aux Philippines.
3. La vie filmée au niveau atomique
Le fait que la percée, récompensée cette année par le Comité Nobel, soit entré dans le top dix Science, est assez inhabituel. Cela prend généralement beaucoup plus de temps au comité. Mais cette année dans le top dix - non seulement l'événement marqué par le prix Nobel de physique, mais aussi le microscope cryoélectronique, dont les bases de la création ont été posées par les lauréats du prix de chimie. Grâce à cette technologie, les scientifiques peuvent étudier les molécules cellulaires jusqu'au niveau atomique, impossible à distinguer par aucun autre microscope, et même créer des films à partir de ces moments individuels pour montrer comment les molécules se déplacent et interagissent les unes avec les autres.
4. Les biologistes partagent des articles
Les physiciens sont suivis par des biologistes qui ont trouvé un moyen de partager entre eux des articles scientifiques non publiés. Les abonnements à des publications scientifiques coûtent cher, et il faut beaucoup de temps avant que les résultats des travaux arrivent. Pour les travaux en physique, mathématiques et astronomie, la base de données arXiv existe depuis 1991. Là, chacun peut accéder rapidement aux résultats des travaux et exprimer des critiques constructives avant que l'auteur n'envoie un article pour examen formel à une publication scientifique. Cette année, un projet pour une base similaire pour les biologistes appelée bioRxiv a pris de l'ampleur.
5. Réparez le gène
Il existe jusqu'à 60 000 anomalies génétiques connues associées aux maladies humaines. Près de 35000 d'entre eux sont expliqués par une seule erreur dans un seul bloc composé du code génétique A, C, G et T. Les ciseaux génétiques Crispr, qui occupaient la première place du classement Science 2015, peuvent couper et isoler un gène, mais sont beaucoup moins adaptés pour pour remplacer une «lettre» du code génétique. Des scientifiques de l'Université de Harvard ont créé un nouvel outil qui vous permet de convertir chimiquement un C erroné en T, puis un G erroné en A. Un groupe de scientifiques du Broad Institute a réussi à faire de même avec le «cousin» de la molécule d'ADN - l'ARN.
6. Un traitement qui ne dépend pas de l'endroit où se cache le cancer
Le médicament anticancéreux pembrolizumab (commercialisé sous le nom de Keytruda) a été approuvé aux États-Unis en mai. Cela ne semble pas si remarquable. Le médicament a déjà été approuvé pour le traitement, par exemple, du mélanome malin. Mais maintenant, il peut être utilisé pour toutes les formes de cancer si les patients ont des mécanismes défectueux qui corrigent les erreurs qui se produisent lors de la copie de notre ADN. 86 patients gravement malades atteints de 12 types de cancer différents ont été traités par pembrolizumab, et plus de la moitié d'entre eux ont vu leur tumeur rétrécie. Ces résultats peuvent conduire à la création d'une nouvelle stratégie de lutte contre le cancer.
7. L'atmosphère terrestre il y a 2,7 millions d'années
Il y a des bulles dans la glace de l'Antarctique, dans lesquelles l'air du passé a été préservé. Les scientifiques ont réussi à forer 2,7 millions d'années de glace, 1,7 million d'années de plus que le record précédent. La glace fait référence à la période où les fluctuations entre les périodes glaciaires et le réchauffement ne font que commencer, et les premières analyses montrent que la proportion de dioxyde de carbone dans l'atmosphère était alors beaucoup plus faible qu'aujourd'hui. Les scientifiques veulent maintenant forer dans la glace vieille de cinq millions d'années, datant d'une époque où la quantité de gaz à effet de serre était à peu près la même qu'aujourd'hui.
Manchot empereur sur une banquise à la dérive en Antarctique.
8. Homo sapiens est plus vieux que nous le pensions
Cette année, les idées sur le lieu et l'heure d'apparition de notre espèce ont changé. Jusqu'à présent, les fossiles les plus anciens qui appartiendraient à l'Homo sapiens étaient d'Ethiopie vieux de 200 mille ans, mais nos ancêtres, semble-t-il, existaient déjà il y a 300 mille ans sur le territoire du Maroc actuel. En témoigne les crânes et les outils trouvés dans la grotte du Jebel Irhud, à une centaine de kilomètres à l'ouest de Marrakech. Des mineurs y ont trouvé un crâne en 1961, mais jusqu'à ce que l'anthropologue Jean-Jacques Hublin mène de nouvelles fouilles, on croyait que le crâne était plus jeune et appartenait à un néandertalien africain.
9. Percée en thérapie génique
L'atrophie de la moelle épinière est une maladie dévastatrice. Les enfants atteints de la forme la plus sévère du premier type meurent le plus souvent avant l'âge de deux ans. La fonction musculaire diminue progressivement et les enfants finissent par perdre la capacité de respirer par eux-mêmes. Mais maintenant, il y a de l'espoir. Sur les 12 enfants qui ont reçu de fortes doses de thérapie génique, tous sauf un ont pu manger, s'asseoir et parler. Deux ont commencé à marcher.
Et ce n'était pas la seule percée en thérapie génique en un an. Par exemple, un garçon a reçu une nouvelle peau et deux traitements contre le cancer du sang ont été approuvés pour optimiser les propres cellules immunitaires des patients.
10. Petit détecteur de neutrinos
Un neutrino est une petite particule non chargée qui pèse moins d'un millionième d'électron et peut traverser librement la Terre entière. Par conséquent, il est très difficile de l'étudier. Jusqu'à présent, d'énormes détecteurs étaient nécessaires comme le Super-Kamiokande, un réservoir en acier géant contenant 50000 tonnes d'eau ultrapure dans une mine au Japon, ou l'IceCube, qui utilise des kilomètres cubes pour sonder ces particules. Glace antarctique. Cette année, les scientifiques ont pu voir les neutrinos à l'aide d'un tout nouveau type de détecteur, assez mobile et pesant un peu plus de 14 kilogrammes.
L'Observatoire des neutrinos IceCube est situé à proximité du pôle Sud en Antarctique. Photo d'archives.
Fiasco scientifique de l'année
Avant même que Donald Trump ne prenne la présidence des États-Unis, de nombreux scientifiques se sont déclarés très préoccupés par sa relation avec la science. Et ce n'était pas une exagération. Au cours de sa première année de mandat, Trump a décidé, entre autres, que les États-Unis devraient se retirer de l'accord de Paris sur le climat, rendre les gens hostiles à la science en tant que dirigeants, par exemple, du ministère de l'environnement, et réduire les fonds alloués à la science. De plus, il ne s'est nommé aucun conseiller scientifique. Mais tout cela a également conduit des scientifiques du monde entier à la Marche pour la défense de la science, ce qui n'avait jamais eu lieu auparavant.
D'autres fiasco incluent l'abandon des tentatives pour sauver le marsouin de Californie de l'extinction et des informations sur le harcèlement sexuel dans la communauté scientifique.
Maria Gunther, Amina Manzoor