圖聞天下

微世界/霜

霜是水汽在溫度很低時(shí)的一種凝華現(xiàn)象，跟雪很類似。嚴(yán)寒的冬天清晨，戶外植物上通常會結(jié)霜，這是因?yàn)橐归g植物散熱慢、地表的溫度又特別低，使得水汽散發(fā)不快，還聚集在植物表面時(shí)就結(jié)凍了，因此形成霜。

萌物/文須雀

攝彩/paul Richands

供圖/英國野生動物攝影大賽

最清晰端粒酶結(jié)構(gòu)問世

近日，美國加州大學(xué)伯克利分校研究人員凱瑟林·科林斯及其同事使用冷凍電鏡技術(shù)，以迄今最高的分辨率確定了端粒酶的結(jié)構(gòu)。

端粒是染色體末端的“帽子”結(jié)構(gòu)，類似于鞋帶上的塑料尖頭，起著保護(hù)作用，可以防止染色體“磨損”。每一次細(xì)胞分裂，端粒都會變短，直至細(xì)胞停止分裂并死亡。端粒酶可以通過向染色體末端添加DNA來避免這一點(diǎn)。鑒于端粒酶與癌癥和老化關(guān)系密切，該發(fā)現(xiàn)代表著人類向開發(fā)端粒酶相關(guān)療法邁出了重要一步。

冷凍電鏡技術(shù)結(jié)合近幾年的分辨率革命，被認(rèn)為開啟了解析生物分子結(jié)構(gòu)的新紀(jì)元，這項(xiàng)技術(shù)的幾位先驅(qū)也因此榮獲2017年諾貝爾化學(xué)獎。研究團(tuán)隊(duì)此次正是利用冷凍電鏡技術(shù)，最終在亞納米尺度上得到了該分子與其底物相結(jié)合的圖像。

新發(fā)現(xiàn)

科學(xué)家培育出“類囊胚”

科學(xué)家距離在不使用精子和卵子的情況下制造出人工生命又邁出了一大步。研究人員將來自小鼠的兩種胚胎干細(xì)胞在培養(yǎng)皿中結(jié)合之后，這些干細(xì)胞會長成類似囊胚——可植入子宮的早期胚胎形態(tài)一的結(jié)構(gòu)，研究人員稱其為“類囊胚”。囊胚是一團(tuán)球形的細(xì)胞群結(jié)構(gòu)，由滋養(yǎng)層、內(nèi)細(xì)胞群和充滿液體的囊胚腔組成。當(dāng)植入子宮之后，這種“類囊胚”先是觸發(fā)子宮發(fā)生改變，像3.5天的正常囊胚一樣。在正常發(fā)育中，滋養(yǎng)層會繼續(xù)形成胎盤。不過，該研究中的類囊胚最終未能發(fā)育成成熟胚胎。

研究負(fù)責(zé)人、荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)的尼古拉斯·瑞文教授表示，最快在3年內(nèi)就能獲得可用的人造小鼠胚胎，但人類胚胎的出現(xiàn)將需要幾十年時(shí)間。他說，這是人類第一次在實(shí)驗(yàn)室中，用已經(jīng)發(fā)育成完整生物體的干細(xì)胞培育出（胚胎）結(jié)構(gòu)。

倫敦國王學(xué)院的干細(xì)胞科學(xué)研究者達(dá)斯科·伊里奇博士說：“這是科學(xué)家首次揭示胚胎植入的分子機(jī)制，這些發(fā)現(xiàn)可能有助于我們更多地了解不育癥，并改善輔助生殖的結(jié)果?！?/p>

宇宙3D圖像揭露初期星系模樣

近日，科學(xué)家利用地表望遠(yuǎn)鏡，繪制了一份宇宙早期的3D圖像，揭露了宇宙初期大量星系的模樣。

蘭卡斯特大學(xué)的研究人員借助位于夏威夷的昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡和位于加納利群島的艾薩克·牛頓望遠(yuǎn)鏡開展了此次研究。領(lǐng)導(dǎo)該研究的戴維·索夫拉爾表示：“這些早期星系中恒星的形成過程似乎呈‘爆發(fā)式增長規(guī)律，而不像銀河系這樣，恒星形成的速度較為穩(wěn)定。此外，其中還有很多年輕恒星，比如今的恒星溫度更高、光譜更藍(lán)、所含金屬更少?！?/p>

該團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，這些早期星系極為緊湊，有的直徑僅有3000光年，只有銀河系的1/30。這或許有助于解釋許多早期宇宙中普遍存在的物理特性。該團(tuán)隊(duì)利用16種不同的窄帶和中帶濾光片，尋找“宇宙場”中釋放萊曼a輻射的遙遠(yuǎn)星系。宇宙場位于六分儀座方向，是宇宙中除銀河系外最常被研究的一處區(qū)域。

大宇宙

最新研究發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)傳統(tǒng)天文學(xué)觀點(diǎn)

由中國科學(xué)院國家天文臺鄧?yán)畈叛芯繂T領(lǐng)導(dǎo)的、中國科學(xué)院云南天文臺姜登凱研究員參加的國際合作團(tuán)隊(duì)，最新完成了一項(xiàng)關(guān)于星團(tuán)中藍(lán)離散星的研究，成果已發(fā)表于國際著名天文雜志《天文物理期刊》。

藍(lán)離散星也被稱為恒星中的“吸血鬼”，一直被認(rèn)為是經(jīng)歷過恒星碰撞或者雙星物質(zhì)轉(zhuǎn)移與并合演化，才使得它們看起來更加年輕。該團(tuán)隊(duì)利用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的觀測數(shù)據(jù)，首次在年輕星團(tuán)NGC 2173中觀測到藍(lán)離散星形成的麗條顯著分離的序列，同時(shí)他們在這個(gè)星團(tuán)中并沒有找到任何曾經(jīng)發(fā)生過核塌縮的痕跡，這直接挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)天文學(xué)家認(rèn)為只有核塌縮才能產(chǎn)生藍(lán)離散星雙序的觀點(diǎn)。而在2017年，姜登凱等人曾利用雙星演化解釋球狀星團(tuán)M30中的藍(lán)離散星雙序特征，發(fā)現(xiàn)原初雙星通過物質(zhì)轉(zhuǎn)移就可以產(chǎn)生赫羅圖中的藍(lán)離散星雙序，并指出藍(lán)離散星雙序現(xiàn)象可能是一個(gè)普遍現(xiàn)象。

加拿大麥克馬斯特大學(xué)的艾莉森·西爾斯教授對這一工作做了專門的評述。他說：“這一工作挑戰(zhàn)了我們對藍(lán)離散星的傳統(tǒng)認(rèn)知。我們每一次深入研究星團(tuán)和它們的恒星，總是會發(fā)現(xiàn)更多令人驚奇的現(xiàn)象?！?/p>

FAST發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星

FAST首次發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星并于近日得到國際認(rèn)證，這是它繼發(fā)現(xiàn)脈沖星之后的另一重要成果。新發(fā)現(xiàn)的脈沖星JO318+0253的自轉(zhuǎn)周期是5.19毫秒，根據(jù)色散估算距離地球約4000光年，由FAST使用超寬帶接收機(jī)進(jìn)行1小時(shí)跟蹤觀測發(fā)現(xiàn)，是至今發(fā)現(xiàn)的射電流量最弱的高能毫秒脈沖星之一。

毫秒脈沖星是每秒自轉(zhuǎn)上百次的特殊中子星，對其進(jìn)行研究不僅有望對理解中子星演化、奇異物質(zhì)狀態(tài)起到重要作用，而且穩(wěn)定的毫秒脈沖星是低頻引力波探針。脈沖星搜索是進(jìn)行引力波探測研究的基礎(chǔ)，脈沖星計(jì)時(shí)陣是觀測超大質(zhì)量雙黑洞發(fā)出的引力波的最有效的方法。脈沖星計(jì)時(shí)陣依賴數(shù)十顆計(jì)時(shí)性能良好的毫秒脈沖星，其樣本的擴(kuò)大、性能的提高起始于脈沖星搜索。此次FAST首次發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星，展示了FAST對國際低頻引力波探測做出實(shí)質(zhì)貢獻(xiàn)的潛力。

北京大學(xué)科維理天文與天體物理研究所的李柯伽研究員表示，這一發(fā)現(xiàn)展示了FAST在脈沖星搜尋方面的重大潛力，凸顯了大口徑射電望遠(yuǎn)鏡在新時(shí)代的生命力。

大科技

“洞察”號火星探測器升空

2018年5月5日19時(shí)05分，最新的火星探測器——“洞察”號——從美國加利福尼亞州范登堡空軍基地發(fā)射升空，飛向遙遠(yuǎn)的火星。這顆探測器將在太空中飛行7個(gè)月左右，如果一切順利，將在2018年11月26日前后降落到火星表面。

這是美國航空航天局旗下“發(fā)現(xiàn)”計(jì)劃資助的第12個(gè)探測項(xiàng)目?！岸床臁碧柛?米多，太陽能帆板全部展開時(shí)，最大寬度可以到6米，總質(zhì)量是694千米。其中包括一個(gè)著陸器（358千克）、隔熱罩（189千克）、巡航級（79千克）以及大約67千克的用于中途軌道修正等的推進(jìn)劑之類。

“洞察”號是首個(gè)專用于火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)考察的探測器，其首要任務(wù)就是去探測火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。“洞察”號攜帶的科學(xué)載荷主要有兩種：SEIS（內(nèi)部結(jié)構(gòu)地震實(shí)驗(yàn)）和“HP3”（熱流與物理性質(zhì)探測包），分別對應(yīng)于地震探測和地?zé)崃鳒y量。這些都是了解火星內(nèi)部狀況的重要手段。

除此之外，與“洞察”號一并升空的還有一對微小衛(wèi)星，名叫“火星立方體衛(wèi)星1”號，它們的設(shè)計(jì)目的是檢驗(yàn)微小衛(wèi)星在火星與地球之間實(shí)現(xiàn)通信的技術(shù)可行性。這也是人類首次在另一顆行星的軌道上測試立方體微小衛(wèi)星技術(shù)。