Les 10 premières percées scientifiques de 2014 pour Science

La revue déclare les résultats de Rosetta et l'atterrissage sur la comète l'événement marquant de l'année

La sonde Rosetta qui a rejoint la comète connue sous le nom de 67P/Tchourioumov-Guérassimenko au-delà de Mars en août dernier, avec ses premiers résultats, et les études qu'elle va permettre de mener dans un avenir proche, viennent en tête de la liste des percées scientifiques les plus importantes de l'année selon les rédacteurs de Science.

Cette liste annuelle d'avancées scientifiques sélectionnées par Science et son éditeur international à but non lucratif, l'AAAS, inclut aussi des percées décisives en médecine, en robotique, en biologie synthétique et en paléontologie pour n'en citer que quelques-unes.

La liste des 10 premières percées de 2014 est publiée dans le numéro du 19 décembre de la revue scientifique avec des articles d'actualité et des éléments multimédias associés.

Rosetta et son module atterrisseur Philae ont fait les gros titres en novembre lorsque Philae s'est posé sur la surface de la comète. Même si l'atterrissage a été plus rude que prévu, car Philae a rebondi sur 67P et s'est stabilisée sur un côté à une bonne distance de sa cible, ce fut néanmoins le premier atterrissage en douceur sur une comète. Et les données fournies par ces deux sondes spatiales nous renseignent déjà sur la formation et l'évolution de ce type de comète.

"L'atterrissage de Philae fut un exploit extraordinaire et a attiré l'attention du monde entier" commente Tim Appenzeller, rédacteur d'actualités à la revue Science. "Mais c'est l'entière mission de Rosetta qui constitue la percée. Elle place les scientifiques au premier rang pour observer la comète alors qu'elle se réchauffe, s'agite et évolue".

Lancée en mars 2004 par l'Agence spatiale européenne (ESA), la sonde Rosetta tourne maintenant autour de 67P, se rapprochant parfois jusqu'à 10 kilomètres de sa surface. Son appareil photo peut discriminer sur la comète des objets séparés seulement de quelques centimètres, tandis qu'une gamme de spectromètres, connue sous le nom de ROSINA (pour Rosetta Orbiter Sensor for Ion and Neutral Analysis) peut mesurer des gaz du fin halo atmosphérique entourant la comète.

ROSINA a déjà détecté de l'eau, du méthane et de l'hydrogène ainsi que des espèces plus rares comme le formaldéhyde et du cyanure d'hydrogène dans la chevelure de la comète. Ces résultats sont importants car les chercheurs pensent que certaines comètes ont pu aider à l'apparition de la vie sur Terre en apportant de l'eau et des molécules organiques. En décembre, une étude rapportée par l'équipe de ROSINA a révélé un rapport exceptionnellement élevé d'hydrogène lourd, le deutérium, par rapport à l'hydrogène, suggérant que les comètes du type de 67P qui tombent de la ceinture de Kuiper (une région située au-delà de Neptune) n'ont pu apporter cette eau.

"Les percées doivent faire une de ces deux choses, soit résoudre un problème auquel les gens étaient confrontés depuis longtemps, soit ouvrir la voie à beaucoup de nouvelles recherches" indique Robert Coontz, rédacteur adjoint des actualités de Science. "Dans ce cas, la plus grosse partie de ce qui sera de la science vraiment bonne est devant nous".

En continuant d'observer les traînées de gaz et de poussières de 67P, les chercheurs vont finalement apprendre comment les comètes évoluent en approchant du Soleil. Puis, en remontant dans le temps, ils vont peut-être découvrir comment diverses comètes se sont formées il y a environ 4,5 milliards d'années.

Les batteries actuellement à plat de Philae pourraient se recharger lorsque la comète se rapprochera du Soleil, mais même si elles ne le font pas les directeurs de la mission de l'ESA ont laissé entendre que 80 % des résultats scientifiques proviendront de toute façon du vaisseau mère Rosetta. Ils précisent que l'activité de la sonde devrait culminer en août 2015, quand 67P sera à mi-chemin entre les orbites de la Terre et de Mars, et aussi près du Soleil que possible.

En plus des neuf autres percées retenues pour cette année, l'équipe de Science décrit aussi des domaines à suivre, la glace de mer de l'Arctique et l'immunothérapie combinée par exemple, ainsi que la plus grosse catastrophe de l'année, la réponse à l'épidémie d'Ebola en Afrique de l'Ouest, et les résultats d'un sondage auprès des lecteurs où il leur était demandé de donner leur propre vote sur les percées de l'année.

Une fois que l'embargo est levé, la liste des percées de l'année paraîtra dans la revue avec une série d'actualités et un podcast associés à http://www.sciencemag.org/special/btoy2014/ ou à http://sciam.ag/breathru14. Une vidéo You Tube sera aussi disponible à http://scim.ag/breakthru14vid.

La liste des neuf autres réalisations scientifiques marquantes de 2014 est donnée ci-après sans ordre particulier:

La transition des dinosaures aux oiseaux: cette année, une série d'articles qui comparaient les fossiles des premiers oiseaux et de dinosaures aux oiseaux actuels a révélé comment certaines lignées de dinosaures ont développé des plans d'organisation du corps plus petits et plus légers, ce qui a permis l'évolution de nombreux types d'oiseaux et leur survie à l'extinction massive qui s'est produite entre le Crétacé et le Paléocène, il y a environ 66 millions d'années.

Du sang jeune pour rajeunir: des chercheurs ont démontré que du sang de jeunes souris, ou même juste un facteur de ce sang connu sous le nom de GDF11, peut rajeunir les muscles et le cerveau de souris âgées. Cette découverte a conduit à un essai clinique dans lequel des patients atteints de la maladie d'Alzheimer reçoivent du plasma de jeunes donneurs.

Faire collaborer les robots entre eux: de nouveaux programmes et des robots interactifs, par exemple, instruisent des bots inspirés de termites pour qu'ils tentent de construire une structure simple ou des milliers de machines de la taille d'une pièce de 50 centimes à former des carrés, des lettres et d'autres formes à deux dimensions. Ils prouvent que les robots peuvent, après tout, travailler ensemble sans aucune supervision humaine.

Des puces neuromorphiques : mimant l'architecture du cerveau humain, des ingénieurs en informatique d'IBM et d'ailleurs ont présenté les premières puces "neuromorphiques" à grande échelle cette année, conçues pour traiter l'information d'une manière plus semblable à celle d'un cerveau humain.

Des cellules bêta: deux groupes ont découvert cette année deux méthodes différentes de faire pousser en laboratoire des cellules qui ressemblent étroitement aux cellules bêta, les cellules qui produisent l'insuline dans le pancréas, ce qui offre une possibilité sans précédent d'étudier le diabète.

L'art rupestre en Indonésie. Des chercheurs ont réalisé que les pochoirs de main et les peintures d'animaux dans une grotte indonésienne que l'on pensait vieux de 10 000 ans ont en fait entre 30 000 et 40 000 ans. Cela suggère que les hommes ont produit en Asie de l'art symbolique aussi tôt dans l'histoire que les premiers peintres des grottes européennes.

Manipuler la mémoire : en utilisant l'optogénétique, une technique qui manipule l'activité des neurones à l'aide de rayons lumineux, des chercheurs ont montré qu'ils pouvaient manipuler spécifiquement des souvenirs chez la souris. Dans leurs expériences où ils effaçaient des souvenirs existants et en implantaient d'autres faux, ils sont allés jusqu'à changer le contenu émotionnel d'un souvenir chez la souris de bon en mauvais et vice-versa.

CubeSats: bien qu'ils soient lancés dans l'espace depuis plus de dix ans maintenant, des satellites bon marché avec des faces d'à peine dix centimètres carrés appelés CubeSats n'ont réellement pris leur envol qu'en 2014. Autrefois considérés comme des outils d'apprentissage pour les étudiants, ces satellites miniatures commencent désormais à faire de la vraie science selon les chercheurs.

Étendre l'alphabet génétique: des chercheurs ont fabriqué des bactéries E. coli qui hébergent deux nucléosides dans leur acide nucléique, X et Y, en plus des nucléosides normaux G, T, C, et A, qui sont les constituants élémentaires de l'ADN. De telles bactéries synthétiques ne peuvent se reproduire en dehors du laboratoire, mais pourraient permettre de créer des protéines sur mesure ayant des acides aminés "non naturels".