Une arnaque pour touriste

L’univers est peuplé d’objets célestes incroyables. Immenses, lumineux, colorés, les nuages de gaz ou les galaxies font rêver. Pourtant, ce ne sont qu’une infime fraction de ce qui nous entoure vraiment. Pire encore, ces belles couleurs seraient invisibles à l’œil nu. Un voyageur spatial serait en fait quelque peu déçu.

La matière qui nous constitue, nous ainsi que tous les objets célestes que nous observons, ne correspond qu’à environ 4% du contenu de l’univers. D’après les scientifiques, 21% du reste serait de la matière « noire », et 75% de l’ « énergie noire », deux composants de l’univers aujourd’hui complètement inobservables par l’humain. « On ne voit pratiquement rien de notre univers, » ironise Stéphane Basa, directeur de recherche au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille. En effet, l’homme ne peut observer que grâce à la lumière, c’est notre seul messager, « indispensable mais totalement biaisé, » explique le chercheur. Le photon, la particule qui compose la lumière, est émis par les étoiles qui ne sont donc qu’une toute petite fraction de l’univers. Si tout le reste est invisible, il est d’autant plus difficile pour les scientifiques de développer des appareils capables de détecter matière noire et énergie noire. « On n’a que la lumière ! », s’exclame Stéphane Basa, « ce qui n’en émet pas ou qui ne la transforme pas, donc tout le reste, nous est fondamentalement invisible et mystérieux! ».

NGC-6611-nebuleuse-aigle-640x480La nébuleuse de l’aigle aussi connue sous le nom de NGC 6611. Crédit : Hubble/NASA.

Dans le couloir opposé du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, c’est Georges Comte, astrophysicien émérite, qui s’insurge : « Toutes ces images de galaxies et de nébuleuses que vous voyez, c’est bien évidemment rendu plus joli par traitement ! ». La plupart des télescopes utilisent des caméras CCD avec des filtres pour observer et rendre de belles images. Le capteur CCD transforme le nombre de photons captés en un signal électrique qui sera numérisé, ceci après passage à travers des filtres de couleur. « On recombine les images avec ce qu’on a obtenu dans chaque filtre, » explique Georges Comte, « c’est donc artificiel, mais ça correspond plus ou moins à une vraie couleur. » En revanche, l’œil humain serait incapable de voir autant de détails et de tonalités. Tous les dixièmes de seconde, notre cerveau rafraîchit l’information captée par la rétine : un mécanisme indispensable pour la vision des mouvements et du monde alentour. « Mais pour capter la lumière lointaine des galaxies, les télescopes posent longtemps sur un même champ », déclare le chercheur. L’intensité lumineuse trop faible des objets célestes couplée à l’impossibilité pour l’œil humain de voir les couleurs en vision nocturne (« La nuit, tous les chats sont gris ! ») fait qu’ « à l’œil, tous ces astres et nébuleuses magnifiques ne deviennent que des amas laiteux, blanchâtres, sans grand intérêt esthétique » clame Georges Comte.

m82-supernovaLa galaxie M82 sans retraitement des couleurs. Les lignes blanches indiquent la présence d’une supernovae (soit l’explosion d’une étoile.) Crédits : UCL/University of London Observatory

La lumière, aussi utile et chaleureuse soit-elle, est une limite, un biais en soi, « une arnaque pour les touristes que nous sommes, » lance Stéphane Basa. Et Georges Comte d’ajouter : « le duo lumière-œil marche bien, mais a des pouvoirs bien restreints quand il s’agit de regarder l’espace. »

En une de l’article, la galaxie Whirlpool aussi connue sous le nom de M51. Elle absorbe NGC 5195, son compagnon à droite. Crédit : Hubble/NASA

Renaud Levantidis

De l’art de la lumière

Il se cache parfois dans le pragmatisme du monde scientifique un peu de magie artistique étonnante. Pour étudier la matière aux plus petites échelles, les scientifiques de l’Institut Fresnel font faire à la lumière du pointillisme et des harmoniques.

Pointillisme : terme couramment utilisé en peinture pour désigner une technique qui consiste à peindre une surface par juxtaposition de petites touches (points) de peinture de couleurs primaires et complémentaires.

Harmonique : composant d’une onde qui possède une fréquence multiple de la fréquence fondamentale. En musique, une harmonique fait part entière d’un son musical.

Jusque là, nous sommes bien loin d’un laboratoire de recherche en optique. Et pourtant. Sophie Brasselet, chercheuse en biophotonique à l’Institut Fresnel dans l’équipe MOSAIC utilise fréquemment le pointillisme et les harmonies…avec de la lumière. « Tout les moyens sont bons pour exploiter la manière dont les molécules émettent la lumière ! », s’amuse-t-elle.

Actine - MOSAIC

Pour voir l’intérieur des tissus, Sophie utilise parfois une méthode tirée du pointillisme. Elle marque les molécules qu’elle veut voir avec des marqueurs fluorescents, puis illumine son échantillon. « Des milliers de petites lampes de poches se mettent à clignoter, » sourit-elle. Il s’agit alors de reconstituer une image à partir de tous ces petits points que les scientifiques peuvent localiser avec une grande précision. La technique du pointillisme appliquée à l’optique permet ainsi aux scientifiques d’avoir des images d’une définition extrême. « Nous arrivons à voir le squelette interne des cellules avec une précision sans précédent avec de la simple lumière, » explique Sophie Brasselet.


Microtubules MOSAIC

Certaines molécules n’ont elles pas besoin d’être marquées, comme le collagène par exemple, très présent dans la peau. « On va utiliser une technique plus dense en lumière, le contraste non linéaire, » raconte la chercheuse. Éclairées aux infra-rouges, les molécules de collagène vont interagir avec le faisceau lumineux, et renvoyer de la lumière visible, c’est à dire une nouvelle lumière avec une fréquence plus élevée. Autrement dit, un harmonique. « C’est le même principe qui est utilisé dans beaucoup de lasers, qui donnent une lumière bleue ou verte alors que le générateur à l’intérieur émet de l’infrarouge, » explique Sophie Brasselet. La lumière infrarouge va traverser un cristal et pomper son énergie pour donner une lumière avec une fréquence plus élevée, multiple de la fréquence de base, soit un harmonique de cette fréquence.

Sciences et arts semblent donc intrinsèquement liés. Si au niveau le plus fondamental les deux se mêlent, c’est aussi pour le grand public qu’ils peuvent se rejoindre. D’ailleurs, « Éclats de Lumière » vous réserve encore quelques belles surprises à ce sujet.

(Crédits photos : Institut Fresnel)

Renaud Levantidis

Sélectionner la bonne lumière

À l’institut Fresnel, spécialisé en recherche optique, une équipe de chercheurs développe des filtres dotés d’une précision redoutable. Les couches minces optiques permettent de choisir quelle longueur d’onde sera observée. Elles sont vérifiées grâce à un microscope unique au monde.

De quoi sont faits les filtres anti-reflets de vos lunettes ? À l’Institut Fresnel, un laboratoire de recherche en optique de Marseille, l’équipe de recherche RCMO (pour Recherche en matériaux, composants et technologies de Couches Minces Optiques) travaille au développement de filtres capables de manipuler la lumière à la surface du verre. « Nous travaillons surtout sur des filtres utilisés en astrophysique, » explique Laetitia Abel-Tiberini, maître de conférence et membre de l’équipe RCMO, « mais l’idée de base est la même que pour les couches anti-reflets habituelles ».

Pour faire un bon filtre, dénommé « couche mince optique », prenez un peu de silice et un zeste de pentoxyde de tantale, deux matériaux aux propriétés optiques particulières. Chauffez les ensuite pour qu’ils s’évaporent et viennent se déposer en couches successives sur une surface en verre. C’est l’alternance de ces couches et le contrôle de leur épaisseur qui crée le filtre. « Nous pouvons ainsi constituer des filtres qui ne laissent passer qu’une seule longueur d’onde lumineuse, des filtres qui au contraire absorbent une ou plusieurs longueur d’onde, ou des filtres anti-reflets, » raconte Laetitia Abel-Tiberini.

Dans l’espace, le poids a un prix considérable, de l’ordre de 10000 euros par kilo envoyé. « L’idée c’est de réduire au maximum ce poids pour éviter les surcoûts, » déclare la chercheuse. Grâce au travail de l’équipe RCMO, les lourdes roues mécaniques à filtres sont devenues des filtres mosaïques hyper légers et d’une efficacité redoutable : « nous atteignons 99% d’efficacité des filtres sans problème, » explique-t-elle. Un filtre mosaïque est un ensemble de minuscules cubes de 20 micromètres de coté et de 5 micromètres d’épaisseur. Chaque cube, qui est un filtre en soit, correspond à un pixel de la caméra. « Nous réalisons des carrés de 9 filtres que l’on reproduit en série à la surface du capteur, » confit Laetitia Abel-Tiberini, « on perd donc en résolution car seulement un pixel sur neuf est à une couleur déterminée, mais la précision des caméra actuelles empêche que cela soit gênant. »

Mais le véritable tour de force de l’équipe RCMO c’est la création, il y a peu, d’un microscope unique au monde : le microscope spectral ou banc de caractérisation qui permet de faire des mesures avec une résolution spatial de deux micromètres et un résolution spectrale de 0,5 nm. Ce microscope, au-delà du rôle habituel qu’on attend d’un tel appareil, permet aussi de faire de la spectrographie. «  C’est comme si la lumière passait en plus dans un prisme qui la diffractait, » explique Laetitia Abel-Tiberini. Grâce à cet outil, Laetitia et son équipe peuvent vérifier quasiment au micron près la réalisation de leur travail. Une précision inégalée qui offre aux astrophysiciens de quoi observer l’univers avec encore plus d’attention.

Renaud LEVANTIDIS

Des photons vieux comme le monde

En 1964, Penzias et Wilson obtiennent le prix Nobel de physique pour une découverte fortuite mais incroyable. Le fond diffus cosmologique que les deux scientifiques ont mis en avant donne un aperçu de l’univers tel qu’il était peu de temps après le Big Bang. Derrière cette image se cache une lumière ancestrale qui nous illumine encore aujourd’hui.

Dans les laboratoires de la compagnie Bell Telephone, à qui l’ont doit le transistor, le laser ou encore la fibre optique, deux radioastronomes font en 1964 une découverte inattendue. Arno Allan Penzias et Robert Woodrow Wilson découvrent accidentellement un bruit de fond grâce à leur radiotélescope : le rayonnement fossile de l’Univers ou fond diffus cosmologique (CMB pour Cosmic Microwave Background).

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Le CMB observé par Penzias et Wilson en 1964. Crédit : NASA.

Mais que représente réellement cette image ? « Le fond diffus cosmologique, c’est du photon, » explique Stéphane Basa, directeur de recherche au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, « une lumière vieille de milliards d’années. » Les photons primordiaux, emprisonnés dans la matière quand l’univers était encore sombre, se sont libérés lors de la phase de ré-ionisation durant laquelle l’univers est devenu transparent. Ces photons se retrouvent aujourd’hui présents en tous points de l’univers. « C’est un rayonnement faible, mais toujours présent, » déclare le scientifique, « si j’ouvre la fenêtre, des photons du CMB vont rentrer. »

Lumière millénaire, le CMB nous apporte de nombreuses informations et constitue une sorte de carte d’identité de notre univers tel qu’il était 380000 ans après le Big Bang. Mais depuis, l’univers a grandi. Beaucoup grandi. À tel point que cette lumière émise voilà presque 13,7 milliards d’années nous parvient aujourd’hui de régions situées à plus de 45 milliards d’années-lumière de la Terre. Autre conséquence de l’expansion de l’univers : la longueur d’onde des photons du CMB se situe dans le domaine des micro-ondes. « Les antennes râteaux de la télé hertzienne captaient des photons du CMB, » explique Stéphane Basa, « la neige qu’on voyait dans la télé il y a quelques années affichait un pourcentage, faible mais présent, de ce rayonnement ! »

Suite à la découverte de Penzias et Wilson, les scientifiques ont fait du fond diffus cosmologique un sujet de recherche très actif. En 1992, le satellite de la NASA COBE détecte pour la première fois les fluctuations du CMB. En 2001, l’agence spatiale américaine améliore encore ses observations grâce au satellite WMAP.

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L’évolution du CMB avec les détecteurs associés. Crédit image : NASA.

En 2009, c’est l’Agence spatiale européenne qui lance le satellite Plank en vue de préciser encore les données. La carte résultante n’est alors plus du tout uniforme et montre des millions de petites fluctuations, ou anisotropies, qui correspondent à des régions de densité légèrement différente. Les plus denses deviendront plus tard les étoiles et les galaxies d’aujourd’hui.

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Le CMB vu par Planck. Crédit : ESA.

Pourquoi cette image est tant différente des autres ? Parce qu’elle a été « nettoyée » (c.f. Image en une de l’article, crédit : ESA.) Avant de publier cette carte de l’Univers primordial, les astronomes ont éliminé de ce cliché toutes les sources d’avant plan, la poussière du système solaire, la Voie lactée (la bande rouge horizontale sur les autre clichés), les galaxies, etc.

Le CMB a aussi montré que l’univers était sphérique. Après quatre siècle, de Galilée à nos jours, les astronomes n’ont eu de cesse de reculer les limites de l’Univers. Aujourd’hui, la nature leur impose un cosmos qui semble clos. Ironie d’un éclat de lumière pas comme les autres.

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Crédit : NASA.

Renaud Levantidis

De la lumière pour mieux voir l’œil

Les systèmes d’imagerie médicale utilisant la lumière visible sont un domaine de recherche actif car non invasif pour le patient. À l’Institut Fresnel, une équipe de chercheurs développe une technique d’analyse de la cornée pour améliorer le diagnostic des pathologies de cette partie de l’œil.

La cornée, partie antérieure de l’œil en forme de calotte asphérique, se doit d’être totalement transparente. Si cela paraît évident, ce n’est pas toujours le cas. Certaines personnes sont malheureusement atteintes de pathologies de la cornée qui diminuent sa transparence, la plus fréquente étant l’œdème : la cornée se gonfle d’eau et la vue des patients atteints diminue grandement.

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Schéma de l’oeil et ce qui le compose

À l’heure actuelle, les médecins ophtalmologistes n’ont pas de moyen pour prévenir et quantifier la diminution de la transparence de la cornée. Et c’est pour pallier à ce manque que l’équipe DIMABIO (pour DIffusion en Milieu Aléatoire et BIOlogique) de l’Institut Fresnel cherche à développer une technique de diagnostic et d’imagerie de la cornée avec de la lumière « normale ». « On revient de plus en plus à de la lumière naturelle car elle n’est pas invasive, » explique Gaëlle Georges, enseignante-chercheuse à l’École Centrale Marseille et membre de l’équipe DIMABIO, « c’est comme un retour en arrière, après avoir beaucoup utilisé les rayons X et autres rayons assez nocifs pour l’humain. » Ne plus transformer la lumière, apprendre à la dompter à l’état naturel, c’est le défi de son équipe de recherche.


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Schéma de la diffusion de la lumière

« On travaille particulièrement sur la diffusion de la lumière, » raconte la chercheuse, « c’est à dire, ce qui fait que l’on voit. » La diffusion de la lumière c’est le principe selon lequel la lumière frappe une surface, puis est renvoyée dans toutes les directions en particulier jusqu’à notre œil. Pour diagnostiquer le degré de transparence de la cornée, Gaëlle Georges envoie de la lumière rouge sur le tissu, puis récupère à l’aide d’un capteur la lumière rétrodiffusée. D’un point de vue physique, la perte de transparence de la cornée se traduit par une augmentation de la diffusion. On peut donc, avec cette technique, quantifier de manière précise le degré de transparence de la cornée pathologique. Cette mesure est par ailleurs associée à un système d’imagerie développé spécifiquement pour le projet. L’appareil fournit une image en 3D de la microstructure de la cornée, permettant la corrélation entre modification de la microstructure cornéenne, pathologie et diffusion de la lumière. « L’idée c’est de donner au médecin le moyen de quantifier avec la plus grande exactitude la transparence de la cornée, afin qu’il améliore son diagnostic, » explique la physicienne.

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Pour l’instant, Gaëlle Georges travaille sur des tissus humains ex vivo. « Il nous faudra encore quelques années avant de passer aux essais sur l’homme, mais cela viendra sans faute, » s’encourage-t-elle. Pour cela, l’équipe DIMABIO travaille d’ores et déjà de concert avec le service d’ophtalmologie de l’hôpital de la Timone à Marseille, qui attend avec impatience que les physiciens viennent illuminer la vie de ses patients.

 

Renaud Levantidis

Le mystère I Zwicky 18

I Zwicky 18 est une galaxie irrégulière située dans la constellation de la Grande Ourse à environ 59 millions d’années-lumière de la Voie lactée. Sa composition chimique et sa morphologie en font un lieu d’étude privilégié pour percer les mystères de l’univers.

I Zwicky 18 n’est pas le nom de code d’un programme top secret ou l’immatriculation d’un cyborg extraterrestre. C’est une galaxie naine bleue compacte que certains nomment aussi Markarian 116. Sa morphologie et sa composition chimique sont celles qu’on rencontre habituellement chez les galaxies les plus lointaines, et donc observées peu après leur formation. Deux de ses régions particulièrement brillantes sont riches en jeunes étoiles bleues faisant de I Zwicky 18 un laboratoire parfait pour observer la naissance et la petite enfance des étoiles.

Cependant, les observations spectroscopiques de I Zwicky 18 depuis la Terre ont montré que cette galaxie est presque exclusivement constituée d’hydrogène et d’hélium, deux éléments très légers issus de la nucléosynthèse primordiale du Big Bang. « Sa métallicité est donc très faible : elle ne contient que très peu d’éléments lourds, tels que le carbone, l’oxygène ou le fer, susceptibles de catalyser la formation de nouvelles étoiles, » explique Georges Comte, astrophysicien émérite au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, « la raison pour laquelle cette galaxie connaît actuellement un sursaut de formation stellaire demeure ainsi une énigme qui passionne mes confrères et moi même. »

I_Zwicky_18Au centre, I Zwicky 18 donne l’impression de s’enfoncer dans des nuages. Il s’agit en fait de                                                                                                           filaments de gaz issus de supernovae. Photo prise par le télescope Hubble.

I Zwicky 18 est entourée de volutes bleues, filaments de gaz issus d’une génération précédente de jeunes étoiles chaudes, expulsées du cœur de la galaxie par leur vent stellaire et leurs explosions en supernovae. Pourquoi diable I Zwicky 18 s’écarte-t-elle de la physique interstellaire usuelle ? Personne ne le sait. « Et ce n’est pas faute d’essayer de le savoir ! » déclare Georges Comte. I Zwicky 18 a fait l’objet d’études poussées à l’aide de la plupart des instruments d’observation disponibles, qu’il s’agisse du télescope spatial Spitzer dans le domaine infrarouge, du télescope spatial Hubble dans le domaine de la lumière visible, du télescope spatial FUSE dans l’ultraviolet et du télescope spatial Chandra dans le domaine des rayons X.

« Toutes les données ont été analysées, décortiquées, chaque information apportée par la lumière qu’elle émet a été passée à la loupe, » explique le chercheur. Rien n’y fait. Au travers d’ I Zwicky 18, l’univers nous rappelle qu’il nous cache encore bien des secrets.

 

Renaud Levantidis

 

La Nuit Coupoles Ouvertes du 20 juin

La veille de la fête des pères et de la fête de la musique, c’est la Nuit des Coupoles Ouvertes ! À l’Observatoire de la Côte d’Azur, au Centre Astro et à l’ancien Observatoire de Marseille, on célèbre le ciel et l’espace. #NCO2015

La Nuit des Coupoles Ouvertes est une soirée toute particulière : les grands observatoires de la région ouvrent leurs coupoles pour permettre au public d’admirer librement les lumières de l’espace. Sur le plateau de Calern à Caussols, l’Observatoire de la Côte d’Azur (OCA) ouvre les festivités dès 16h le 20 juin. Au menu, des conférences pour tous les publics, dès 3 ans, des observations astronomiques, des animations et des visites guidées des instruments scientifiques. Jusqu’à minuit, le public pourra comprendre comment les scientifiques mesurent du champ de gravité terrestre, participer à la surveillance de débris spatiaux ou encore tenter de mesurer le diamètre solaire. « Plus de 100 personnes de l’OCA seront mobilisées pour l’événement, » explique Clémence Durst, responsable du service culturel de l’OCA, « avec aussi la présence de plu de 100 astronomes amateurs. » Pour mettre l’accent sur l’Année Internationale de la lumière, des stands seront mis à la disposition du public : « les enfants pourront manipuler la lumière grâce à des expériences amusantes et mieux comprendre sa diffraction, sa vitesse, etc, » déclare Clémence Durst. Aussi, le télescope C2PU proposera des observations du ciel en direct sur de grands écrans : de quoi émerveiller petits et grands.

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Le télescope C2PU de l’OCA – EPSON DSC picture

Mais la Nuit Coupoles ouverts ne s’arrête pas là. Au Centre Astronomique de Saint Michel l’Observatoire, on fête le soleil dès 14h30 ! La veille du solstice d’été, jour ou notre étoile illumine le ciel le plus longtemps, le Centre Astro propose au public d’observer le Soleil grâce à ses instruments uniques. « La surface du Soleil sera observable depuis le Sidérostat, télescope unique en France qui permet cette prouesse, » raconte Fabien Marquet du Centre Astro. À 20h30, un « pique-nique au crépuscule » sera proposé. « Le public pourra visiter les instruments comme le Sidérostat, la coupole du T600 ou la géode du T760, » ajoute Fabien Marquet. Puis, ce sera l’heure du repérage des constellations et des observations du ciel nocturne. « Nous allons relier les étoiles entre elles grâce à des lasers pour mettre en évidence les constellations, » explique Fabien Marquet, « nous avons aussi un simulateur de planétarium sur écran géant qui permettra de faire des zooms dans la voute céleste. »

11401188_491060247709548_8734951400331754552_nUne « coupole ouverte » au Centre Astro

À Marseille, c’est l’Association d’astronomie ANDROMEDE qui organise la Nuit Coupoles Ouvertes. « C’est la première fois que nous nous joignons à cette manifestation, » explique Lionel Ruiz de l’Association ANDROMEDE, « nous sommes particulièrement enthousiastes ! » Dès 21h30, les portes de l’ancien observatoire de Marseille seront ouvertes au public qui pourra alors découvrir et visiter les instruments historiques de l’observatoire. « Il fera beau temps, les observations seront de très bonne qualité, » se réjouit Lionel Ruiz. Vénus et Jupiter seront alors bien visibles, en conjonction avec un croissant de Lune. Outre les séances de planétarium, le public pourra aussi profiter de l’exposition « Destination comètes » toujours présente à l’observatoire.

planetarium-andromedeLe planétarium et l’observatoire historique de Marseille

Renseignements :

OCA : 04 93 40 54 42 – Sur Twitter – Sur Facebook

Centre Astro : 04 92 76 69 69 ou contact@centre-astro.fr

Association ANDORMEDE : 04 13 55 21 55 ou andromede.13@live.fr

Renaud Levantidis

De l’or et de la lumière contre le cancer

Une nouvelle méthode de traitement du cancer est à l’étude à l’Institut Fresnel à Marseille. La thérapie photo-thermale devrait révolutionner la médecine dans les prochaines années, permettant de détruire les cellules cancéreuses avec précision sans effet nocif pour le reste du corps.

« La lumière, c’est notre outil de prédilection, » explique Guillaume Baffou, chargé de recherche au CNRS à l’Institut Fresnel à Marseille. Son travail quotidien est d’illuminer avec un faisceau laser des nano-particules d’or. Pourquoi ? « Parce que la physique du processus est à peine plus compliquée qu’une carrosserie de voiture en plein soleil, » répond le chercheur, « le métal chauffe quand il est illuminé, que ce soit celui d’une voiture ou des nano-particules d’or. » Les nanosources de chaleur ainsi obtenues sont de véritables mines…d’or pour le développement d’applications dans le domaine des nanosciences.

L’application la plus médiatisée découlant du chauffage de nano-particules d’or est la thérapie photo-thermale du cancer. L’idée date de 2003 et consiste à détruire des tumeurs grâce à de la lumière. Pour le moins révolutionnaire et audacieuse, « la technique nécessite des années de développement avant d’être viable, » explique Guillaume Baffou. Des nano-particules d’or doivent être intégrées à des cellules cancéreuses, puis un laser infra-rouge vient les éclairer pour les chauffer à 46 degrés. « Pas plus, sinon l’effet est nocif pour le corps, pas moins, sinon il n’y a pas d’effet, » note le chercheur, «  l’effet escompté étant évidemment la destruction des cellules cancéreuses. »

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Schéma de nanoparticules d’or chauffées au contact d’un cellule cancéreuse

Ce qui freine le développement du traitement, c’est justement la difficulté de mesurer la température des nanoparticules d’or et de les stabiliser à 46 degrés exactement. Depuis 4 ans, Guillaume Baffou travaille à la création d’un microscope thermique de haute précision utilisant un effet de mirage pour régler ce problème. « Quand un milieu chauffe, l’image se déforme, comme sur la route l’été, » explique le physicien, « car quand on chauffe un milieu, la lumière va plus vite. » La technique de microscopie thermique que Guillaume et son équipe développent permet de voir cette différence à l’échelle nanométrique, avec une précision de l’ordre du degré.

Du reste, l’or est un métal de prédilection pour la physique et la médecine, en plus de l’être pour les joailliers. « C’est le métal le moins toxique pour le corps et avec la meilleure réponse aux infra-rouges, » déclare le scientifique. Sans compter que l’on sait depuis plusieurs années greffer des protéines sur l’or, qui iront reconnaître les cellules cancéreuses. « Avec un peu d’imagination, le chauffage de nano-particules d’or peut aussi donner de nombreuses autres applications ! », s’enthousiasme Guillaume Baffou. En 2006, des scientifiques ont eu l’idée de déposer des molécules médicamenteuses à la surface de particules d’or, puis d’envoyer un laser à un endroit précis du corps, permettant la libération précise des principes actifs. Plus que jamais, la science prouve une fois de plus que tout ce qui nous entoure, comme un peu d’or savamment éclairé, pourra peut être un jour nous sauver.

Renaud Levantidis

Que représente la lumière pour vous ?

De nombreux scientifiques des laboratoires du consortium « Éclats de Lumière » nous ont expliqué ce que représentait la lumière pour eux. Aujourd’hui, c’est George Comte, astrophysicien émérite au Laboratoire d’Astrophysique de Marseille qui partage avec nous sa « vision » de la lumière…

 

Le laboratoire des étoiles

Les chercheurs du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille scrutent l’espace à la recherche de petites galaxies fossiles couleur azur. Les naines bleues compactes sont les laboratoires de la naissance des étoiles.

Observer la naissance d’une étoile. Comme un film, comme celui de votre enfance qui prend la poussière dans ce placard chez vos parents. Si l’on pouvait échographier les galaxies, cela arrangerait bien Georges Comte, astrophysicien émérite du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), « mais ce serait moins amusant, » sourit-il. Pour savoir comment une étoile se forme, il faut trouver des galaxies où les étoiles sont très jeunes, massives et lumineuses. « Cela leur donne une jolie couleur bleue, » explique le chercheur, « on les nomme les naines bleues compactes. »

This sprinkle of cosmic glitter is a blue compact dwarf galaxy known as Markarian 209. Galaxies of this type are blue-hued, compact in size, gas-rich, and low in heavy elements. They are often used by astronomers to study star formation, as their conditions are similar to those thought to exist in the early Universe. Markarian 209 in particular has been studied extensively. It is filled with diffuse gas and peppered with star-forming regions towards its core. This image captures it undergoing a particularly dramatic burst of star formation, visible as the lighter blue cloudy region towards the top right of the galaxy. This clump is filled with very young and hot newborn stars. This galaxy was initially thought to be a young galaxy undergoing its very first episode of star formation, but later research showed that Markarian 209 is actually very old, with an almost continuous history of forming new stars. It is thought to have never had a dormant period — a period during which no stars were formed — lasting longer than 100 million years. The dominant population of stars in Markarian 209 is still quite young, in stellar terms, with ages of under 3 million years. For comparison, the Sun is some 4.6 billion years old, and is roughly halfway through its expected lifespan. The observations used to make this image were taken using Hubble’s Wide Field Camera 3 and Advanced Camera for Surveys, and span the ultraviolet, visible, and infrared parts of the spectrum. A scattering of other bright galaxies can be seen across the frame, including the bright golden oval that could, due to a trick of perspective, be mistaken as part of Markarian 209 but is in fact a background galaxy. A version of this image was entered into the Hubble's Hidden Treasures image processing competition by contestant Nick Rose. Links:  Nick Rose’s Hidden Treasures entry on Flickr
La galaxie naine bleue compacte Markarian 209 capturée par le télescope Hubble.

 

Lorsqu’une étoile d’une galaxie naine bleue compacte nous éclaire, elle nous dévoile en même temps sa composition. A l’œil, elle parait bleue à cause de sa forte température et de sa vigoureuse luminosité. « Les galaxies naines bleues compactes sont notre laboratoire, » raconte Georges Comte, « c’est comme observer un service de maternité à l’hôpital…mais à des millions d’années lumières de nous ! » La lumière bleue des étoiles apporte aux scientifiques les informations qui vont permettre de retracer et standardiser leur évolution. À partir de cela, il est établi des modèles, de plus en plus précis, de la naissance et de la petite enfance des étoiles.

The bright streak of glowing gas and stars in this NASA/ESA Hubble Space Telescope image is known as PGC 51017, or SBSG 1415+437. It is type of galaxy known as a blue compact dwarf. This particular dwarf is well studied and has an interesting star formation history. Astronomers initially thought that SBS 1415+437 was a very young galaxy currently undergoing its very first burst of star formation, but more recent studies have suggested that the galaxy is in fact a little older, containing stars over 1.3 billion years old. Starbursts are an area of ongoing research for astronomers — short-lived and intense periods of star formation, during which huge amounts of gas within a galaxy are hungrily used up to form newborn stars. They have been seen in gas-rich disc galaxies, and in some lower-mass dwarfs. However, it is still unclear whether all dwarf galaxies experience starbursts as part of their evolution. It is possible that dwarf galaxies undergo a star formation cycle, with bursts occurring repeatedly over time. SBS 1415+437 is an interesting target for another reason. Dwarf galaxies like this are thought to have formed early in the Universe, producing some of the very first stars before merging together to create more massive galaxies. Dwarf galaxies which contain very few of the heavier elements formed from having several generations of stars, like SBS 1415+437, remain some of the best places to study star-forming processes similar to those thought to occur in the early Universe. However, it seems that our nearby patch of the Universe may not contain any galaxies that are currently undergoing their first burst of star formation. A version of this image was entered into the Hubble’s Hidden Treasures image processing competition by contestant Nick Rose.
Le nuage de lumière bleue au centre de cette image du télescope Hubble est connu sous le nom de PGC 51017, ou SBSG 1415+437, une autre galaxie naine bleue compacte.

 

Si les galaxies naines bleues compactes portent leur nom en raison des amas d’étoiles naissantes qui les composent, elles n’en sont pas pour autant de jeunes galaxies. « Il y a parmi ces étoiles bleues, quelques étoiles gigantesques et rouges, prêtes à finir leur vie,  » raconte le chercheur. « Celles-ci montrent que ces galaxies naines sont très âgées ». Véritables pouponnières à étoiles professionnelles qui explosent dans tous les sens, les naines bleues compactes sont les galaxies les moins évoluées chimiquement dans l’univers. Elles pourraient, selon certains scientifiques, être des fossiles vivants du temps des premières galaxies. « Elles constituent en tout cas d’excellentes zones dans l’univers local pour étudier la formation d’étoiles et l’évolution des galaxies…Tout ça, grâce à une jolie lumière bleue, » conclut l’astrophysicien.

Renaud Levantidis