Une enquête sur la vue la plus profonde d’Hubble dans le passé révèle de nouveaux indices Il semble y avoir d’innombrables trous noirs dans l’univers. Les trous noirs les plus massifs, pesant des millions ou des milliards de fois la masse de notre Soleil, se cachent au centre des galaxies. Lorsque ces dragons endormis engloutissent tout ce qui passe près d’eux, ils peuvent briller comme des phares lumineeux appelés noyaux galactiques actifs. D’autres trous noirs n’aspirent pas constamment la matière environnante, mais par intermittence, faisant vaciller leur luminosité. Ce comportement a été utilisé par les astronomes pour partir à la chasse aux trous noirs. L’un des meilleurs terrains de chasse est le Champ Ultra Profond d’Hubble – qui a révélé des galaxies faibles existant peu après le big bang. La photo du Champ Ultra Profond d’Hubble a été révélée en 2004. Une équipe d’astronomes, incluant des chercheurs du Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, a examiné des images ultérieures du Champ Ultra Profond d’Hubble et a trouvé des variations de luminosité parmi certaines galaxies. Ces variations sont attribuées à la variabilité des trous noirs – comme les lumières clignotantes de vacances. Le résultat est qu’ils ont trouvé plus de trous noirs dans l’univers primordial que ce qui avait été précédemment rapporté. La relation entre les premières galaxies et les trous noirs massifs est un dilemme de poule et d’œuf pour les cosmologistes. Qu’est-ce qui est apparu en premier ?
Revisiter l’extraordinaire Champ Ultra Profond d’Hubble offre de nouveaux indices. Cette étude est publiée dans le journal Astrophysical Journal Letters (volume 971): “Glimmers in the Cosmic Dawn: A Census of the Youngest Supermassive Black Holes by Photometric Variability”, Hayes M.J. et al.,2024
Olivier Mousis élu à l’Académie Internationale d’Astronautique
Olivier Mousis a été élu Membre Correspondant à l’Académie Internationale d’Astronautique (IAA). Cette distinction prestigieuse est une fierté pour Aix-Marseille Université et offre une opportunité supplémentaire à notre établissement de contribuer au développement du secteur spatial mondial. L’IAA réunit les plus éminents experts en astronautique de 88 pays pour aborder les enjeux contemporains de l’exploration spatiale, notamment les utilisations non militaires de l’espace et l’exploration continue du système solaire. Fondée à Stockholm le 16 août 1960 par Theodore von Karman, créateur du célèbre Jet Propulsion Laboratory, l’IAA se consacre à la reconnaissance des réalisations de ses membres, à l’exploration et à la discussion des avancées en recherche et technologie spatiales, et à fournir des conseils sur les utilisations pacifiques de l’espace. Les objectifs de l’IAA, tels qu’énoncés dans ses statuts, sont les suivants : promouvoir le développement de l’astronautique à des fins pacifiques ; reconnaître les individus ayant excellé dans une branche de la science ou de la technologie liée à l’astronautique ; et offrir un cadre permettant aux membres de contribuer aux efforts internationaux et à la coopération en matière de science aérospatiale, en collaboration avec les académies nationales des sciences ou de l’ingénierie.
Les recherches d’Olivier Mousis portent sur l’étude des conditions de formation des systèmes planétaires, en particulier celles de notre système solaire. Son objectif est de mettre en relation les propriétés chimiques et physiques actuelles des corps planétaires avec les nombreux processus ayant influencé leur formation et leur évolution primordiale dans les disques protoplanétaires. Pour cela, il utilise des données provenant de missions spatiales, d’installations au sol et d’expériences en laboratoire. Olivier Mousis contribue également à la conception et à la préparation de missions robotiques destinées à explorer le système solaire externe. Il mène un effort soutenu pour définir les futures missions spatiales qui enverront des sondes explorer les atmosphères des quatre planètes géantes, en mettant un accent particulier sur Saturne (il a été le promoteur de la proposition de mission HERA soumise à l’ESA en réponse aux appels M4 et M5). Plus récemment, il s’intéresse également aux géantes glacées Uranus et Neptune. Olivier Mousis a récemment dirigé un consortium international pour proposer une mission d’exploration d’Encelade en réponse à l’appel de classe M de 2022 de l’ESA (mission Moonraker). Olivier Mousis est lauréat d’une chaire fondamentale décernée par l’Institut universitaire de France en 2022 et d’une chaire d’excellence attribuée par Aix-Marseille Université en 2015. Il dirige également le consortium FACOM (FAte of the volatile COmpounds at the galilean Moons) financé par l’Agence Nationale de la Recherche pour la période 2022-2025. Olivier Mousis est l’auteur ou le co-auteur de plus de 260 articles de recherche et a présenté plus de 550 contributions orales et écrites lors de conférences internationales.
Première lumière de COLIBRI, télescope terrestre à la rapidité inégalée
Repérer et capturer des flashs de lumière de quelques secondes apparaissant aléatoirement dans le ciel, telle est la prouesse accomplie par le télescope terrestre COLIBRI. Conçu dans le cadre de la mission spatiale SVOM1 dont l’objectif est de rechercher et d’étudier les sursauts gamma, il constitue un instrument unique au monde pour tenter de répondre à de nombreuses questions relevant de l’étude de phénomènes astronomiques transitoires2 (identification des objets astrophysiques à l’origine des ondes gravitationnelles ou des sources de neutrinos cosmiques de hautes énergies par exemple), ainsi que pour comprendre l’enfance de l’univers (identification de la première génération d’étoiles et étude des premières galaxies notamment).
Haut de 4 mètres pour un poids de 8 tonnes, COLIBRI est en effet capable de pointer vers n’importe quelle région du ciel en moins de 20 secondes. Il dispose d’un miroir collecteur d’1,30 mètre de diamètre et de trois caméras permettant de réaliser simultanément des observations relevant du domaine du visible et de l’infrarouge. En tant que télescope robotisé, il effectue des observations et relevés sans intervention humaine à partir d’un programme d’observation, ce qui augmente d’avantage sa réactivité et diminue les coûts de fonctionnement.
Débutée en 2016, la conception du télescope COLIBRI a impliqué près de 120 personnes et a été dirigée par des scientifiques du Laboratoire d’astrophysique de Marseille (Aix-Marseille Université/CNES/CNRS), de l’Institut Pytheas (Aix-Marseille Université/CNRS/INRAE/IRD), ainsi que de l’Institut d’astronomie de l’UNAM. Des scientifiques du Centre de physique des particules de Marseille (Aix-Marseille Université/CNRS) et de l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (CNES/CNRS/Université Toulouse III – Paul Sabatier) ont également participé à ce projet3. Il constitue à ce jour la seule infrastructure de recherche en astrophysique commune à la France et au Mexique et s’inscrit dans la lignée d’une longue tradition de collaboration entre les deux pays, récemment consolidée sous la forme d’un International Research Project4.
Le télescope a été entièrement assemblé à l’Observatoire de Haute-Provence et ses performances évaluées sur le ciel pendant plus d’un an avant d’être expédié au Mexique. COLIBRI est installé à l’Observatoire astronomique national de San Pedro Mártir au Mexique, où il a été inauguré le 7 septembre et a livré ses premières images.
© COLIBRI&A. Watson, UNAM
©COLIBRI&A. Watson, UNAM
1. La mission spatiale franco-chinoise SVOM consacrée notamment à la détection et à l’étude des plus lointaines explosions ou fusions d’étoiles, baptisées sursauts gamma, a été lancée avec succès le 22 juin 2024 par le lanceur chinois Longue Marche 2C, depuis la base de lancement de Xichang, en Chine. Prévue pour une durée d’au moins trois ans, elle est le fruit d’une collaboration des deux agences spatiales nationales, la China National Space Administration (CNSA) et le Centre national d’études Spatiales (CNES) avec les contributions principales du CEA et du CNRS pour la France.
2. Les évènements astronomiques transitoires sont des évènements d’une durée brève à l’échelle des temps cosmiques, allant de quelques secondes à quelques heures. Ils sont associés à des explosions cosmiques puissantes, sources de précieuses informations sur l’histoire de l’Univers et de ses composants. L’astronomie des phénomènes transitoires constitue ainsi aujourd’hui un champ d’étude prioritaire pour la communauté scientifique nationale et internationale.
3. Le CEA l’a également soutenu.
4. Un International Research Project (IRP) est un dispositif de recherche collaborative entre un ou plusieurs laboratoires du CNRS en France et un ou deux laboratoires de pays étrangers. Il vise à renforcer un projet de recherche déjà établis à l’international en simplifiant les procédures administratives entre les partenaires français et étrangers.
Impact des mégots de cigarettes sur la diversité des bactéries et des métaux en milieu marin
Les chercheurs de l’Institut méditerranéen d’océanologie (MIO, France) et de l’Institut national des sciences et technologies de la mer (INSTM, Tunisie) se sont donc donné comme objectif d’évaluer l’impact des mégots de cigarettes sur la diversité des microorganismes et la libération de métaux dans l’environnement marin en Tunisie.
Ils ont montré que les mégots de cigarettes augmentaient les concentrations en fer, manganèse et zinc dans le milieu marin, contribuaient à l’acidification de l’eau de mer et modifiaient la composition des bactéries présentes dans les sédiments de surface en favorisant le développement de bactéries généralement connues pour vivre dans des sites hydrothermaux sous-marins profonds, appelés « fumeurs noirs ».
Marseille il y a un million d’années : un jardin d’Eden ?
Il y a 1 Ma (million d’années), une vague migratoire venue de l’est et comportant des hommes (des homo erectus) et des animaux (des grands mammifères), déferlait sur la rive nord-méditerranéenne avec pour objectif la conquête de nouveaux territoires. À cette époque, les écosystèmes qu’ils visaient pour assurer leur survie étaient des milieux humides, de véritables oasis de vie et de nourriture potentielle au sein d’un environnement méditerranéen globalement aride. Le tuf de Marseille avec sa diversité écologique, ses plantes comestibles dont des proto-céréales, des fruits et des herbacées, et sa ressource en eau, fut un site favorable à l’accueil de cette dynamique migratoire.
Une étude multidisciplinaire impliquant le CNRS Terre & Univers (voir encadré), sur des tufs calcaires fluviatiles proposent une reconstruction du paléoenvironnement de Marseille au début du Pléistocène, il y a 1 Ma. Les mesures paléomagnétiques ont permis d’identifier l’inversion magnétique de Jaramillo et de dater le tuf de Marseille entre 1,06 et 0,8 Ma. Les données sédimentologiques montrent l’existence d’un environnement de dépôt varié comprenant des barrages naturels formés par des accumulations de plantes stabilisées par des précipitations de carbonate, favorisant ainsi le développement de plans d’eau en amont bordés de marécages. Les rapports isotopiques du carbone indiquent que les tufs de Marseille ne sont pas des travertins1 mais sont associés à des sources et écoulements d’eau froide. Les reconstructions climatiques basées sur les données polliniques indiquent un climat légèrement plus frais (surtout en hiver) et plus humide que l’actuel.
Les analyses de pollens fossiles indiquent un paysage végétal semi-arboré, diversifié, en mosaïque, dominé par une forêt méditerranéenne de pins et de chênes avec du hêtre, du sapin, et de l’épicéa, des espèces à présent rares ou qui ne poussent plus à basse altitude en Provence en raison de l’occupation humaine essentiellement. La présence du châtaignier est inattendue en milieu calcaire, mais cet arbre pouvait pousser sur les argiles décarbonatées de l’Oligocène qui affleuraient partout dans le bassin de Marseille. Le long des cours d’eau, la forêt riveraine était diversifiée et comprenait des noyers et des platanes, comme c’est le cas de nos jours en Méditerranéen orientale, et des arbres comme l’aulne, le saule, le noisetier et le frêne. Le régime alimentaire potentiel des premiers homininés, que nous avons reconstitué à partir du pollen et des macrorestes végétaux, était varié et comprenait les fruits du châtaignier, du noisetier, du noyer, des Rosacées arborescentes comme différentes espèces de pruniers ou de pommiers. Des restes de vigne ont également été trouvés qui montrent que les raisins participaient déjà à la diète alimentaires des frugivores dont les homininés. Parmi les nombreuses herbes comestibles identifiées, il faut signaler les Composées qui comportent de nombreuses salades, des orties ou la mauve, une plante particulièrement appréciée en Afrique du Nord.
Les populations d’homininés pouvaient potentiellement se nourrir des ressources de la mer, diversifiées à l’époque, et des ressources terrestres, dont des grands herbivores. La découverte la plus surprenante est la présence de pollen de céréales (des proto-céréales en raison de leur ancienneté) dont le seigle qui a pu être identifié. Ces proto-céréales, qui poussaient au sein du cortège d’herbacées steppiques, pouvaient substantiellement enrichir en hydrate de carbone la diète alimentaire des mammifères (dont les homininés) qui fréquentaient le bassin de Marseille il y a un million d’années. Le bassin de Marseille est le troisième site après ceux d’Acigol et de Kocabas (Andrieu-Ponel et al., 2021), dans le sud-ouest de l’Anatolie, à montrer la présence de pollen de proto-céréales bien avant le début du Néolithique il y a 12 000 ans. L’identification de spores de champignons coprophiles montre la présence in situ de troupeaux de grands herbivores. Il est possible que, comme en Anatolie, la perturbation des écosystèmes par les grands herbivores soit à l’origine de la mutation génétique des Poacées et de l’apparition des céréales. Ces sites montrent que les populations humaines ne sont pas à l’origine de l’apparition des céréales, mais qu’il s’agirait plutôt d’un processus naturel lié aux interactions biotiques entre les populations de grands herbivores et les écosystèmes steppiques.
Au Néolithique, l’Homme, devenu agriculteur par nécessité de fait de la réduction de la faune mammalienne, aurait cultivé des plantes comestibles qui préexistaient au sein des écosystèmes herbacés. Cette nouvelle découverte de proto-céréales nécessite une nouvelle vision de l’histoire de la nutrition humaine comme suggéré antérieurement (Andrieu-Ponel et al., 2021).
1. Formations carbonatées associées à des résurgences d’eau hydrothermale.
Olivier Sulpis, parmi les 7 lauréats de la bourse européenne Starting Grant 2024 en Provence
Liste des 7 lauréats Starting hébergés par le CNRS en Provence :
- Hugo Bisio Sabaris, chargé de recherche au laboratoire Information génomique et structurale (IGS)1
- Fanny Cazettes, chargée de recherche à l’Institut de neurosciences de la Timone (INT)1
- Isabelle Dautriche, chargée de recherche au Centre de recherche en psychologie et neurosciences (CRPN)1
- Maud Gratuze, chargée de recherche à l’Institut de neurophysiopathologie (INP)1
- Baptiste Libé-Philippot, chargé de recherche à l’Institut de biologie du développement de Marseille (IBDM)1
- Ashleigh Shannon, chargée de recherche au laboratoire Architecture et fonction des macromolécules biologiques (AFMB)1
- Olivier Sulpis, chargé de recherche au Centre de recherche et d’enseignement des géosciences de l’environnement (CEREGE)2
Projet Deep-C : Deep-sea carbonates under pressure: mechanisms of dissolution and climate feedback
Portrait
Olivier Sulpis a obtenu son doctorat en géochimie aquatique à l’Université McGill, à Montréal. Il a ensuite travaillé aux Pays-Bas, à l’Université d’Utrecht en tant qu’associé de recherche. Il est spécialiste de la dissolution des sédiments marins à l’Anthropocène. Cette dissolution sera le principal puits du CO2 d’origine humaine d’ici 100 à 1000 ans. Ses travaux ont permis de comprendre et anticiper le lien entre sédiments et CO2 et ont accompagné l’explosion de l’intérêt pour les méthodes de captation du CO2 basées sur l’accélération des puits de carbone naturels. En parallèle de ses recherches fondamentales, Olivier Sulpis a travaillé avec plusieurs organisations internationales implémentant des méthodes d’alcalinisation de l’océan dans le but d’en augmenter sa capacité à capter du CO2, ou encore des nouvelles sources d’énergie renouvelable en mer. Olivier Sulpis enseigne à Aix-Marseille Université, afin de donner aux jeunes générations les outils nécessaires pour accélérer la transition énergétique et environnementale. En parallèle du projet Deep-C, Olivier Sulpis est coresponsable d’un groupe de travail auprès du Centre de synthèse et d’analyse sur la biodiversité portant sur les gastéropodes marins, ainsi que d’un groupe de travail auprès du Conseil maritime européen portant sur l’évaluation des techniques de captation du CO2 par l’océan.
Projet Deep-C (Horizon Europe – ERC StG 101162777)
Deep-sea carbonates under pressure: mechanisms of dissolution and climate feedback
Alors que la crise du changement climatique s’amplifie, il est impératif de comprendre et d’atténuer les flux de dioxyde de carbone (CO2). Un aspect moins connu et pourtant important de cette crise réside dans le rôle des vastes étendues de sédiments marins qui recouvrent les deux tiers de la surface de la Terre. Un élément clé de ces sédiments est le carbonate de calcium (CaCO3), une famille de minéraux qui constitue les coquilles et les squelettes des organismes marins. Les émissions de CO2 entraînent une acidification des océans, déclenchant la dissolution du CaCO3 qui, à son tour, neutralise le CO2, agissant comme un puits de CO2 crucial sur des échelles de temps millénaires. Cependant, les mécanismes et le rythme de cette dissolution restent inconnus en raison de la complexité liée aux hautes pressions de l’océan profond et aux communautés bactériennes méconnues qui interviennent dans le processus de dissolution. Le projet Deep-C vise à comprendre la dissolution du CaCO3 en eaux profondes, ouvrant ainsi la voie à une compréhension plus approfondie et à une atténuation potentielle des impacts du changement climatique. En se concentrant sur les domaines abyssal et hadal (domaine des fosses océaniques), cette recherche innovante vise à dévoiler la nature et le taux de dissolution du CaCO3 à l’aide de réacteurs expérimentaux à haute pression. Ces réacteurs, qui simulent la pression et la température des environnements en eaux profondes, constituent une alternative fiable aux études sur le terrain. Grâce à l’intégration de capteurs de pointe et à l’utilisation de techniques avancées d’imagerie du CaCO3, nous générerons des données précises et continues sur les processus biogéochimiques en cours. En hébergeant des cultures bactériennes dans les réacteurs, à côté de grains de CaCO3 naturels, ce projet permettra d’approfondir les mécanismes de dissolution. Les résultats obtenus devraient permettre d’affiner un modèle biogéochimique global, et ainsi favoriser une meilleure compréhension du rôle de l’océan dans la séquestration du carbone et faire avancer les efforts mondiaux en vue d’une atténuation efficace du changement climatique.
Préservation du CaCO3 dans les sédiments marins et position des horizons de saturation en aragonite et en calcite en fonction de la profondeur de l’eau. Les formes blanches représentent des grains de CaCO3.
1. Aix-Marseille Université/CNRS
2. Aix-Marseille Université/CNRS/IRD/INRAE