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银河系首张“幽灵粒子”图像公布;幼年时不吃粪便不能存活的生物 | 环球科学要闻

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· 天文学 ·
拍摄到首张银河系“幽灵粒子”图像

银河系中微子图像的艺术概念图。图片来源:IceCube Collaboration/U.S. National Science Foundation (Lily Le & Shawn Johnson)/ESO (S. Brunier)

中微子是极难被探测的基本粒子之一,其微小的质量和电中性属性使其常被称为“幽灵般的粒子”。此前观测到的高能中微子主要来自银河系之外(比如伽马射线暴、遥远的活跃星系等),但伽马射线观测显示,银河系平面可能会在高能宇宙射线的冲击下产生高能中微子,不过我们一直没有发现确凿的证据。最近,在一项发表于《科学》Science)的研究中,冰立方中微子天文台(IceCube Neutrino Observatory)首次利用中微子拍摄了银河系图像,提供了高能中微子河内起源的证据。


高能粒子在高速穿过介质时发出切伦科夫光,不同粒子产生的切伦科夫光的光形态有所不同。因此通过探测高能中微子穿过南极冰层时产生的微弱的光形态,冰立方中微子天文台的科学家能够确定中微子的来源。研究团队开发了机器学习算法,用来分析天文台近十年来记录的六万多个中微子数据。这种技术能加强筛选级联型光形态的中微子,以此排除排除宇宙射线与地球大气相互作用产生的μ子和中微子背景噪声影响,并标注出中微子的预期产生位置。结果显示,些标注的位置位于银河系内部,符合此前对银河系平面会产生高能中微子的理论预测,但也可能源于一群未知的点源天体。研究人员表示,关于中微子源的具体位置和产生机制仍需要进一步的观测来确认。无论如何,这项研究已经为高能中微子的起源提供了新的思路和证据,为未来的天体物理研究开辟了新的方向。(Wisconsin IceCube Particle Astrophysics Center)



· 病毒学 ·
人体内的一个基因能阻止甲型流感在人群中暴发


禽类或猪来源的甲型流感病毒(influenza A viruses)在人群中传播后,有时会导致一些大型的流感疫情。近期,在一项发表于《自然》Nature)的研究中,英国格拉斯哥大学病毒研究中心的科学家进行了一项持续6年的研究,首次证实了在人体的肺部和上呼吸道中表达的BTN3A3基因,具有抵抗甲型流感病毒的功能。


研究人员通过筛选发现,人体内的BTN3A3基因表达的蛋白质对大多数禽类来源的甲型流感病毒具有抗性。这种蛋白质能在病毒生命周期的早期阶段,抑制甲型流感病毒中核酸的复制。它主要通过与病毒核蛋白的一个关键位点结合,来发挥作用。这也意味着,一些甲型流感病毒(禽类和猪来源)能通过基因突变,逃脱BTN3A3基因搭建的“屏障”,感染人类。研究人员还发现,H7和H9亚型的甲型禽流感病毒也能改变病毒核蛋白,来逃避BTN3A3基因对人体的保护。基于此,研究发现造成1918年的西班牙流感和2009年的猪流感的甲型流感病毒H1N1均具有BTN3A3抗性。因此,当甲型流感来临,人们或可以对易感染的动物(如鸟、猪等)进行检测,确定病毒是否具有BTN3A3抗性,进而确定病毒是否能够跨越物种障碍感染人类,造成较大的流感疫情。(The Guardian)



· 商业航天 ·
维珍银河完成首次商业太空飞行


据路透社消息,6月29日,维珍银河完成首次了商业太空飞行。来自意大利的两名空军上校、意大利国家研究委员会的航空工程师和3位机组人员搭乘 VSS Unity飞行器在新墨西哥州升空,进行了一次长达90分钟的亚轨道飞行,飞行高度超过了80千米。在飞行的最高点,他们经历了几分钟的失重状态,并展开了意大利国旗。随后,飞行器开始下降,最终安全降落在得克萨斯州埃尔帕索附近的美国太空港跑道。这是维珍银河第六次亚轨道太空飞行,也是第一次搭载付费客户的飞行。据中国日报消息,在这次飞行中,相关专家进行了一系列微重力实验。目前,维珍银河已售出了约800张太空飞行机票,每个座位的价格高达45万美元,并计划在8月开始为付费机票持有者提供商业飞行。该公司计划最终建立一支大型的机队,每年实现400次飞行。(路透社、中国日报)



· 天文学 ·
韦布发现了宇宙网中最早的丝状结构


韦布近红外相机拍摄的深场图像中,8个白色圆圈标记出了对角线上以线状排列的10个遥远的星系。图片来源:NASA, ESA, CSA, Feige Wang (University of Arizona), and Joseph DePasquale (STScI)


宇宙中的物质分布并不均匀,一些星系成簇状聚集,形成巨大的相互连接的丝状结构。随着时间推移,脆弱的”宇宙网”变得越来越清晰。最近,两项发表于《天体物理学杂志快报》(The Astrophysical Journal Letters论文1论文2)的研究显示,美国航空航天局(NASA)的韦布空间望远镜(JWST)发现了由10个星系组成的线状排列,这些星系在大爆炸后仅8.3亿年就已存在,构成了宇宙网中最早的丝状结构之一。


这项研究来自ASPIRE项目,它的主要目标是研究早期黑洞的宇宙环境,计划观测大爆炸后最初十亿年存在的25个类星体,该时期也被称为“再电离时代”。通过该项目,研究人员发现了这条长约300万光年的丝状结构,它被一个古老的类星体锚定。研究团队认为,这条细丝最终会演化为一个巨大的星系团。此外,他们还研究了年轻宇宙中的8个类星体,其中心的黑洞在大爆炸后不到10亿年就已经存在。这些史无前例的观测结果为黑洞如何聚集提供了重要线索,也证明超大质量黑洞会潜在地影响星系中恒星的形成。(NASA/GODDARD SPACE FLIGHT CENTER)



· 动物学 ·

不吃粪便不能存活的南瓜虫

南瓜虫是一种常见且难以控制的农业害虫。它们的生长和存活需要健康的肠道细菌来维持,但由于出生时没有从父母那里获得任何细菌,因此它们在肠道微生物群建立之前很脆弱。近期,一篇发表于《当代生物学》Current Biology)的研究显示,为了获得健康的细菌,小南瓜虫天生就会寻找并吃下老南瓜虫的粪便。

  

研究人员设置了一个实验场,看看小南瓜虫如果有选择的话会被吸引到什么地方。当向它们提供粪便或生理盐水时,小虫会反复向同类成虫的粪便移动,即使是在黑暗中或距离很远也是如此。在进一步分析后,研究小组发现,这些虫子可能是被粪便气味所吸引的。研究人员拍摄了这种进食行为,并注意到当这些虫子找到粪便时,它们会用口器钻进粪便中,并用唾液将粪便液化。然后,这些虫子用舌头吮吸粪便。之前,这种摄食行为在南瓜虫中并没有被描述过。研究人员进一步发现,利用南瓜虫对粪便的偏好可能有助于害虫防治。南瓜虫以叶子汁液为食,而不是咀嚼它们,这使得许多传统的杀虫剂对其无效。不过,它们的肠道微生物群脆弱性和对粪便的偏好可能是一个有趣的弱点。


撰文:杨安琪、三匝、不周、clefable

编辑:clefable




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