钱德拉X射线空间望远镜拍摄到NGC 3115中巨型黑洞吞噬气体
美国宇航局钱德拉X射线空间望远镜首次清晰地观测到了黑洞周围存在的炙热气体流,并且气体流正在被黑洞吞噬。天文学家通过对该图像的研究,有助于解决现代天体物理学的两个最根本的问题:黑洞是如何演化的以及在黑洞强烈的引力作用下,周围物质所表现出来的行为。钱德拉X射线空间望远镜拍摄到的是NGC 3115星系,距离地球3200万光年,这个黑洞就位于星系中央,之前的观测数据已经表明,在这个黑洞周围存在大量的物质溅落现象,黑洞正在吞噬周围的物质,但是像这张这么清晰的关于黑洞“进食”炙热气体的图像还是首次被拍摄到。
图像中所显示出来的炙热气体范围上的各点与这个超大质量黑洞的距离不同,天文学家观测到了一个临界值,这个临界值可以看成一个引力作用距离,在距离黑洞一定的宇宙空间内,这些气体则在黑洞引力的作用下,落入黑洞中,这个距离也称为“邦迪半径”,即邦迪吸积半径。具体讲的是:如果一个中心天体相对于密度均匀且温度不是非常高的介质,以一定的速率运动,具有一个近似的动能值,这时候的吸积半径就称为邦迪吸积半径。
据本项研究的主要研究员、阿拉巴马大学Ka-Wah Wong研究人员介绍:观测到一个巨大的黑洞正在摄取周围的气体,而且图像是非常清晰的,这是个相当令人兴奋的事情。相关的结果已经发表在《天体物理学快报》期刊上。钱德拉的清晰图像为我们提供了一个独特的机会了解黑洞是如何捕捉周围的物质,这个一个非常好的研究材料。
当位于黑洞周围的气体逐渐落入黑洞时,黑洞强大的引力会将其进行挤压,这样就会使其变得更热更亮,这张X射线图像就能证明这一点。研究人员还发现,星际气体的温度上升的距离大约是位于这个黑洞700光年处,这个位置即邦迪半径,通过这个数据,研究人员计算出了在NGC 3115中心超大质量黑洞具有20亿倍的太阳质量。
钱德拉X射线望远镜的数据还显示,通过对比星系中央靠近黑洞的附近的气体与这个区域内所溢出的气体密度,科学家发现靠近黑洞的气体密度要更大一些,根据这些所观测到的气体属性以及天体物理学的理论,研究团队估计:每年大约有太阳质量2%的气体被这个超大质量的黑洞拉向邦迪半径,进而被黑洞吞噬掉。
然而,关于确认到底有多少吸积气体能量转化为辐射的问题上,科学家希望能找打一个X射线源,这个射线源大约比NGC 3115星系内部的X射线源要高出100万倍。而令科学家诧异的还有:当计算出有这么多星际气体供黑洞进行“进食”,但是在黑洞周围相当大的半径内还是保持如此的暗淡,因为这些气体在呗吞噬的过程中,温度将变高,同时也将有辐射出现。这也是天体物理上的一个较为神秘的问题。可以说这也是研究黑洞问题的一个典范。
对于这个问题,目前至少有两种可能的解释。首先,科学家推测,在邦迪半径内流动的气体要比被黑洞吞噬的气体多得多,也就是说,这个气体都聚集在邦迪半径内,而黑洞的吞噬量较少,至于为什么黑洞会吞噬较少的已经在“嘴边”的气体,那应该和黑洞吞噬的行为问题研究有关。另一种可能是,被吞噬的气体转化成辐射的效率比要比假定的要少得多。
但是,当这些气体逐渐靠近黑洞的时候,理论上有不同的模型可以用于描述这些物质流动的行为,而使用不同模型的预测结果就会导致在计算气体密度上升的问题产生不同的偏差。所以,要精确计算气体密度的上升情况,天文学家就要逐个排除不适合的模型,这就要求在今后的观测中进行筛选。
位于阿拉巴马州亨茨维尔的美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心管理钱德拉望远镜的整个运作过程,而史密森天体物理中心的天文台负责控制钱德拉X射线空间望远镜的科学项目和空间飞行操作。(Everett/编译)
最新科学研究发现,生活在不同纬度的人脑袋大小有较大差异,而生活在地球极地附近的人脑袋最大。
长期以来,相比地球的赤道地区,地球极地的白天越来越短、越来越暗,因此,生活在地球最北部和最南部地区的人看上去进化了许多猫头鹰的特质。研究人员通过对世界各地发现的19世纪以来55个头颅的检测和比对发现,生活在热带地区的人比生活在高纬度和低纬度地区的人,拥有更小的眼孔。因为大眼睛能够吸纳更多光线,所以靠近极地的人因为光线弱,眼睛都比较大。
研究进一步证明,较高和较低纬度的人看上去能够在光线较弱的情况下,与热带地区人在光线强的情况下看得一样清楚。而人的大脑量则随着海拔高度的增加和减少出现几毫升的差异。研究人员认为,或许正是因为大脑的视觉中心因窥视带变宽而变大造成的结果。
该项成果发表在《皇家社会公报B卷》上。
热河鸟复原图
“鸟类始祖”的光环,始祖鸟整整戴了150年,今天被摘下了。今天出版的英国《自然》杂志刊登中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星等人的论文:经最新的系统发育学分析,始祖鸟应属于早期恐爪龙类,而不属鸟类,它不再被认为是最早的鸟类。
1861年,德国索伦霍芬附近的朗恩艾特罕,在距地表约30米深的奥特曼矿坑中,法兰克福森肯堡自然博物馆的梅耶在晚侏罗世沉积地层中,首次发现了始祖鸟化石:它虽有很多爬行动物的特征,却已有了羽毛,骨骼形态也已在向鸟类过渡。150年间,它作为“最原始鸟类”的地位虽时受质疑,却一直稳处于鸟类起源研究的核心位置。
150年间,科学家孜孜不倦地追寻着恐龙如何演化成鸟类的各种细节。徐星告诉记者,为了探寻到底是哪一类恐龙演化成了鸟类,以及最原始的鸟类是什么样的,古生物学界根据系统发育学理论,构建起了一棵反映生命演化进程的“生命之树”,每发现一种新化石,都会根据几百个特征参数的统计分析,为新物种在“生命之树”上定位。
始祖鸟,就站在恐龙即将进化成鸟类的门槛上:恐龙在这里分化成了两支,一支变成了原始鸟类,另一支则演变成了恐爪龙类。
近十几年来,辽西热河生物群发现了大量带羽毛的恐龙、原始鸟类的化石。徐星和同事们发现,始祖鸟在总体形态上更像郑氏晓廷龙、赫氏近鸟龙等恐爪龙类,与热河鸟、会鸟和孔子鸟等原始鸟类反而差距更大。
“早期鸟类已累积了89个物种,384个形态学参数,每次分析都会对所有物种进行比较,确定它们在生命树上的位置。”徐星说,随着数据的累积,始祖鸟的“鸟类始祖”地位逐渐开始动摇,直到“最后一根稻草”——郑氏晓廷龙的出现,才正式改变了始祖鸟的位置。
“我们把郑氏晓廷龙添加进‘生命之树’后,再重新定位始祖鸟时,发现它的位置从原始鸟类移到了原始恐爪龙类。”徐星说,这个结果令人震惊——它将改变已存在了150年的定论。
始祖鸟如若地下有知,恐怕难免有些失落。尽管恐爪龙类与鸟类“亲缘”甚密,又曾广泛分布于亚洲、南美洲和非洲,但毕竟早已灭绝——怎似鸟类,至今仍千姿百态地翱翔于蓝天。
“电影《侏罗纪公园》里的迅猛龙,还有发现于我国辽宁的小盗龙,都是恐爪龙类中的代表。现在起,它们得改奉始祖鸟为祖先了。”徐星说。
那么,谁将有资格冠上“鸟类始祖”的称号呢?古鸟类专家、古脊椎所研究员周忠和告诉记者,目前还难有定论。他觉得,最近一些年来中国发现的大量带羽毛的恐龙化石,特别是来自侏罗纪的带毛恐龙化石,确实对研究鸟类起源提出了较以往更为重要的证据,也必然对许多传统的观点提出重大的挑战。另一方面,几年前国外学者研究最新发现的始祖鸟化石时,已提出过类似但不尽相同的观点。
周忠和认为,这篇文章是依据现有的资料和解释,提出了一种新的假说,要真正动摇人们对于始祖鸟一百多年来的看法,并成为学界普遍接受的观点,还需要大量后续的工作不断地检验。
北京时间7月28日消息,据国外媒体报道,美国著名的人体冷冻法之父罗伯特-埃丁格上周六逝世于美国底特律郊区的家中,终年92岁。不过,对于他来说,现在的状态似乎只是暂时“休息”。作为人体冷冻法的提倡者,他同样积极地参与实践。他的遗体将被冷冻保存于盛满液氮的容器中,并寄希望于将来某一天医学技术发达到能够将他复活。
据罗伯特的儿子大卫-埃丁格介绍,在经历了数星期病危状态之后,这位著名的科学家终于走完了这一段人生历程。他的遗体将成为保存于人体冷冻法研究所的第106个实验标本。人体冷冻法研究所由罗伯特于1976年创建。
大卫表示,“我的父亲一生都在致力于将自己的家庭、朋友和其他人复活的研究。不管他能否成功,至今还没有人能够知道,但是我们认为他是一个优秀的倡导者和急先锋。”
罗伯特曾经在美国韦恩州立大学教授物理。由于在二战中受到严重伤害,因此他在医院呆了许多年。经受骨移植手术的罗伯特由此对未来通过技术使被冷冻的人复活充满乐观态度。据大卫介绍,罗伯特曾经受到过科幻小说的启发,并开始致力于实现这一技术和想法,寄希望科学家们或医学工作者能够在技术上朝向这一目标迈进实质一步。
但是当他几乎没有看到任何进展时,他于1964年写下了一本题为《不死的期待》,详细介绍了人体冷冻法的概念,希望能够将这种概念进行推广。罗伯特在书中写道,“如果文明能够忍受,医学科学将最终能够修复人体的任何创伤,包括自然衰老以及其他死亡原因。不管是什么杀死了我们,如老化或疾病,即使我们死亡时人体冷冻技术还不够成熟,但我们的未来朋友迟早会救活我们。”
除了在书中积极推广他的理论,罗伯特还在各种电视谈话场合中大力提倡人体冷冻法。罗伯特创立的人体冷冻法研究所现拥有900个会员。他还建立了“不死协会”,这是一个致力于探讨人体冷冻和延长人类寿命问题的研究和教育机构。
在人体冷冻法研究所,冷冻保存一具遗体收费2.8万美元。遗体保存于一个盛满液氮的容器中,温度低达零下321华氏度(约合零下160.6摄氏度)。第一个冷冻于人体冷冻法研究所的人是罗伯特的母亲,她死于1977年。罗伯特的两任妻子死后也先后保存于人体冷冻法研究所。
由于人体冷冻法一直存在争议,因此罗伯特没有少受过他人的质疑和嘲笑。但大卫认为,罗伯特从来没有受到这方面的干扰。(彬彬)
"太阳能墨水"印刷纸电池,携带轻便
科学网(kexue.com)讯 北京时间7月27日消息,美国麻省理工学院(MIT)研究团队最近推翻了人们对电池的想法,,他们将太阳能电池制成"墨水"形式,只要印在一般纸张上,就能立即发电。MIT指出,这种技术就便宜有简单,经由打印机即可印制,"比洗照片还要容易"。
传统的太阳能板制作过程是要将基板暴露在腐蚀液及高温当中的,但新式"太阳能墨水"只需要使用蒸汽,以及低于摄氏120度的温度即可直接转印在纸张、布料塑胶等不同材质上。MIT工程研究院副院长卡伦 · 格里森(Karen Gleason)表示,纸张与过去的玻璃基板相比,价格便宜1000倍。而且应用性更高。
实验显示,"太阳能墨水"制成的纸电池耐用性高,可以反复随意折叠,发电效能基本不损耗。此外,轻便的纸电池更便于携带,可以折起来放入口袋,使用时再摊在阳光下发电。目前研究出来的纸电池太阳能转换率不到2%,只能提供给电子闹钟等小电量的用品,未来二年内,研究人员有望能将其转换率提高到8%,这是手机、ipad这些低耗电的电子设备都将可以使用了。
不少人在谈及睡眠时都十分重视睡眠时间。而美国的一项新研究显示,如果只是睡眠时间充足,但睡眠时常中断,有可能会损害长期记忆。
美国斯坦福大学的一个研究小组在新一期美国《国家科学院学报》上报告说,研究者运用光遗传学技术,改变小鼠的特定脑细胞,使这些细胞的“作息”状态受光线控制。当小鼠入睡后,研究人员向它们的大脑发射光脉冲,打断小鼠的睡眠但不影响其总体睡眠时间。
在如此持续干扰一段时间后,研究人员将小鼠一个个单独放入实验箱,每个箱内放有两件物品,其中一件是小鼠早已熟识的旧物,另一件是小鼠此前没见过的东西。一般情况下,如果小鼠能连贯睡眠,那么它观察新物件的时间比旧物长。但实验结果显示,那些不连贯睡眠的小鼠对新旧物品的观察时间和兴趣相同,这说明小鼠的长期记忆受到影响。研究者由此认为,无论睡眠总时长或深度如何,一段最低限度的连贯睡眠对强化记忆至关重要。
英国睡眠协会前会长、睡眠问题专家尼尔·斯坦利在评价上述研究时说,白天人脑累积各种记忆,此后大脑会对白天发生的事情进行分类,有一些需要‘锁’为长期记忆,这一过程发生在深度睡眠时。因此,任何影响睡眠的情况都会或多或少影响这一过程。
斯坦利指出,有一些明显证据表明,睡眠呼吸暂停症患者在“锁”住记忆方面存在一定问题。这种病的症状是睡眠时患者喉咙反复变窄或关闭,限制氧气吸入,致使患者时常从梦中醒来。
此外,斯坦福大学的研究者还认为,睡眠连贯性是影响多种与记忆相关病理状态的主要因素之一,如阿尔兹海默氏症和与年龄有关的其他认知障碍。
记者26日从甘肃省文物保护维修研究所获悉,舟曲县境内日前发现了3处北宋摩崖石刻,其内容为修造栈道的纪事。加之第三次文物普查中发现的1处,舟曲已发现4处摩崖石刻。
该所副所长何双全表示,这四处摩崖石刻均属宋仁宗皇祐四年至嘉祐四年间刻成的作品,其不仅是研究甘肃南部古道交通、文化交流和茶马交易的重要史料,也是研究北宋时期中央和地方民族关系史的第一手资料。
此次新发现的3处北宋摩崖石刻,是该所舟曲勘察队在甘南藏族自治州舟曲县大川镇石门沟村,对因2010年8月8日泥石流灾害损坏的石门沟栈道遗址和北宋摩崖石刻进行保护工程勘察及方案设计时发现的。
何双全介绍,这3处石刻均分布于石门峡东崖崖面上,与西崖题记相对,下距河床5至12米,从南至北竖向排列。因常年遭受风侵蚀,表面苔藓覆盖,字迹多漫漶不清。根据图像辨认,初定为北宋中期摹刻。
据了解,第1处摩崖石刻文字面积约1平方米,共26字,标明纪年为“嘉祐四年(公元1059年)”,简要记载了福津县“手分严庆”、“作头叶文政”监修石门峡栈道之事;第2处文字面积约0.5平方米,竖刻4行,每行约10至12字,内容也是修造栈道的纪事,纪年为“皇祐四年(公元1052年)”;第3处线刻一鸭形图案,未见纪年。(记者 朱世强)
通常人们认为,废旧的老式电视机显像管(阴极射线管)是一种包含有毒物质的废料。但日本科学家的一项新研究显示,这种废料也许有用,废旧阴极射线管的玻璃碎屑和粉末,能有效屏蔽核辐射,保护人类健康。
日本物质和材料研究机构日前发表公报说,研究人员在放射性活度800万亿贝克勒尔的钴放射源和测量辐射剂量的仪器之间放置阴极射线管玻璃的碎屑,以测定其屏蔽放射线的能力。具体做法是,将玻璃碎屑装入厚度不同的箱子,测定单位时间的辐射剂量,来分析不同厚度碎屑屏蔽核辐射的能力。
分析结果表明,即使对阴极射线管的玻璃碎屑不进行任何加工,55厘米厚的玻璃碎屑就能使辐射剂量下降至原来的1%,这相当于约9厘米厚的铅板的屏蔽能力。而如果将玻璃碎屑和粉碎阴极射线管产生的玻璃粉混合到一起,那么约40厘米厚度就能达到上述效果。
另外,以66比100的比例把玻璃粉混入硅树脂,那么28.5厘米厚的这种材料就能使核辐射剂量下降至原先的10%,相当于4.4厘米铅板屏蔽辐射的能力,迄今为止铅被认为是吸收屏蔽核辐射能力最强的物质。
满月后的狮子才最可怕
科学网(kexue.com)讯 喜欢恐怖片的人应该可以发现,电影常上演吸血鬼与狼人在满月时出没的情节,总让人将满月与悬疑画上等号。没想到最新研究推翻了满月诅咒迷思,最危险的时刻竟是在满月后月亮开始亏蚀的时候。最重要的是,这说的不是恐怖电影中的吸血鬼,而是大草原中的兽中之王。
此项发表在公共科学图书馆综合期刊(PloS ONE)的研究,是针对非洲坦尚尼亚(Tanzania)1988年到2009年间,分析500次狮子攻击人类的情境因素。研究指出,狮子在满月后月亮开始亏蚀、月光相对微弱的时候,会更具攻击性,出其不意地猎捕食物。
研究结果发现,狮子攻击人类的事件多数发生在月亮亏蚀的时候,有叁分之二的受害者在傍晚到晚上10点之间被猎杀。因为在这段时间,月色较为阴暗,提供狮子一个绝佳的猎捕情境,让他们可以其不意地攻击猎物。
研究人员还指出,狮子的攻击行动在雨季也会增加,月亮因常被云层遮蔽而更暗淡。虽然我们知道满月时会被狮子攻击的可能性最低,但绝不可以掉以轻心,满月走了,正代表危险黑暗即将到来的凶兆。
(科学网kexue.com 乔尔)
心脏性猝死一直是困扰中西方社会的疾病之一,突发性、不可预测性和高死亡率使其愈发骇人。但据每日科学网近日报道,科学家首次揭示了通过遗传缺陷可以预测猝死的风险。
心脏性猝死是指由心脏原因导致的、在急性症状发生后1小时内的自然死亡。遗传缺陷是由于人体染色体或染色体所携带的遗传物质发生异常而引起的疾病。这项最近发表在《科学·转化医学》上的新研究,揭示了特定的基因突变的功能:这些突变导致的缺陷能够极强的预测患有长Q-T间期综合征(long Q-T syndrome,LQTS。又称为复极延迟综合征。是指心电图上QT间期延长,伴有T波和u波形态异常,临床上表现为室性心律失常、晕厥和猝死的一组综合征,根据有无继发因素将其分为先天遗传性和后天获得性两大类)的患者猝死或其他心脏事故的风险。当Q-T间期延长时,心脏更易受到心律失常的影响。心律失常会导致心脏跳动过快或过慢,如果不治疗可致猝死。
该研究小组从国际长Q-T综合征登记处得到了将近390名患者信息,从中发现了17种突变行为。研究人员在长Q-T综合征中最常见形式之一的Ⅰ型中发现了最为频繁的突变,并且分析了这些突变对于离子通道的影响。离子通道是每个心肌细胞表面的小细孔,通过开关使带电粒子进出细胞,从而产生供血至全身后心脏需要暂停收缩和休息的信号。他们发现导致离子通道伸张缓慢的突变和心血管事件增大的风险有很大的关联性。离子通道反应缓慢的患者比有其他突变的患者在30岁之前死亡或经历严重的病症的可能性多一倍。即使对于缺乏临床特征迹象的患者而言,离子通道的伸张缓慢的突变的存在仍然和心血管事件增大的风险有关。
“据我们所知,这是第一次将患者特定的基因的突变与实际风险联系起来,”罗切斯特大学医疗中心助理教授洛佩斯说。“在拥有丰富的遗传信息之前,我们单靠临床测量如Q-T间期的长度和病人以前是否昏厥等来预测风险”,医疗中心的心血管内科教授、长QT综合征的诊断和治疗领域的世界顶级权威者亚瑟·莫斯医学博士说,“这些研究结果意味着我们在预防性治疗中能开出更明确的处方,这对于患者及其家属而言是一个极好的消息。”
目前针对长Q-T综合征患者的治疗方案,包括通过舒缓心率来减轻心脏压力的β-受体阻滞药和植入型心率转复除颤器(ICD)。这种除颤器能探测到不规律的和具有潜在致命性的心跳并使心脏休克直至恢复到正常心率。
负责该项研究的克尔里·洛佩斯博士称,将来医生也许能通过特定的基因突变信息更好的定位高危险者,使其获得更仔细和积极的治疗,减少其心脏性猝死的可能。