土星的冰環(huán)可能正在加熱它的大氣， 令其發(fā)出紫外光

肯·克羅斯韋爾

令土星呈現(xiàn)如此壯觀景象的冰環(huán)有可能正在對(duì)其大氣進(jìn)行加熱，并使其發(fā)出紫外光。

研究人員在土星北半球探測(cè)到大量來自于氫原子的紫外線輻射。這種輻射被稱為萊曼- 阿爾法（Lyman-alpha）輻射，有可能是由行星環(huán)落入大氣中的水冰造成的，這些水冰中含有氫。研究人員在3 月30 日出版的《行星科學(xué)雜志》（Planetary Science Journal）上提交了他們的報(bào)告。

對(duì)一個(gè)遙遠(yuǎn)世界類似輻射的探測(cè)或可在某一天引領(lǐng)發(fā)現(xiàn)圍繞另一顆恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的類土星行星。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵之處來自于兩架航天器——哈勃太空望遠(yuǎn)鏡和卡西尼號(hào)探測(cè)器——于2017 年同時(shí)對(duì)土星的觀察，這些觀察發(fā)生在卡西尼號(hào)縱身沒入這顆行星的大氣層之前，來自于巴黎天體物理研究院的天體物理學(xué)家洛特菲·本- 賈菲爾（Lotfi Ben-Jaffel）說道。

這使得本- 賈菲爾及其同事可以校準(zhǔn)這些航天器上的紫外光探測(cè)器，以及于1980 年和1981 年飛越土星的旅行者1 號(hào)和2 號(hào)上面的探測(cè)器，同時(shí)還可以校準(zhǔn)觀察土星的地球軌道衛(wèi)星“國(guó)際紫外探測(cè)器”（InternationalUltraviolet Explorer）。對(duì)比這些紫外線觀察結(jié)果，揭示出土星北緯5°至北緯35°范圍之間存在著大量萊曼- 阿爾法輻射。

研究人員對(duì)于這些特殊的紫外光的解釋是可靠的，來自于美國(guó)航空航天局艾姆斯研究中心（Ames ResearchCenter）的行星科學(xué)家保羅·埃斯特拉達(dá)（Paul Estrada）表示道，他沒有參與到此項(xiàng)新研究中。

“我們知道物質(zhì)正在從星環(huán)中掉落，”他說道，因?yàn)榭ㄎ髂崽?hào)在螺旋墜入土星的過程中探測(cè)到了它們?！靶黔h(huán)主要為水冰，它或許是原子氫的來源?！痹託溽尫懦龅娜R曼- 阿爾法輻射被研究人員探測(cè)到。

當(dāng)冰環(huán)顆粒墜入到土星的大氣中，它們攜帶有動(dòng)能?！八鼈兿蛑車鷼怏w中釋放出能量，”本- 賈菲爾說道，同時(shí)這些能量將大氣加熱。當(dāng)冰顆粒蒸發(fā)時(shí)，它們釋放出額外的能量，進(jìn)一步加熱大氣，并令其發(fā)出紫外光。研究人員猜測(cè)，這種輻射同樣會(huì)在行星的南半球顯現(xiàn)。

我們太陽(yáng)系中所有的巨行星都有星環(huán)，但是只有土星星環(huán)如此明亮且美麗。天文學(xué)家迄今為止還不知已發(fā)現(xiàn)的圍繞其他恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的成千上萬(wàn)的世界是否同樣擁有如此壯麗的星環(huán)。

最新的發(fā)現(xiàn)有助于天文學(xué)家確定那些壯觀的星環(huán)世界，如果它們存在的話。未來的行星獵手或可搜尋萊曼- 阿爾法輻射泄漏出的紫外光，本- 賈菲爾說道，之后經(jīng)過進(jìn)一步的觀察便能確認(rèn)星環(huán)的存在了。

王麒 譯自 《科學(xué)新聞》（Science News）2023 年5 月6 日

機(jī)器學(xué)習(xí)使得首張黑洞圖像變得更加清晰

艾米麗·科諾弗

如果首張黑洞圖像看起來像是一個(gè)模糊的甜甜圈，那么這張就是細(xì)洋蔥圈了。

使用一種機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，科學(xué)家令M87 星系中心的特大質(zhì)量黑洞圖像得到銳化，所展現(xiàn)出的閃亮氣體光環(huán)比此前觀測(cè)到的要細(xì)得多。

2019 年， 在事件視界望遠(yuǎn)鏡（Event HorizonTelescope）的幫助下，科學(xué)家公布了M87 的黑洞圖像。

這是首次拍攝到的黑洞圖像，其顯示出的一條模糊的橙色旋轉(zhuǎn)氣體環(huán)是由這個(gè)“黑色巨獸”所映射出來的。盡管還是以相同的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，新環(huán)的粗細(xì)也只有原始環(huán)的一半，研究人員在4 月13 日出版的《天體物理學(xué)報(bào)通信》（Astrophysical Journal Letters ） 上就此作了報(bào)告。

事件視界望遠(yuǎn)鏡采集來自于全球望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，但是這項(xiàng)技術(shù)在數(shù)據(jù)方面是有漏洞的?！耙?yàn)槲覀儾荒苡猛h(yuǎn)鏡覆蓋整個(gè)地球，那便意味著存在某些信息缺失?！?/p>

來自普林斯頓高級(jí)研究院的天體物理學(xué)家利亞·梅代羅斯（Lia Medeiros）說道?！拔覀冃枰环N能夠填補(bǔ)那些缺失的算法。”

此前的分析曾使用某些假設(shè)填補(bǔ)那些缺失，諸如提升圖像的平滑度。但最新的技術(shù)以30 000 張物質(zhì)圍繞黑洞轉(zhuǎn)動(dòng)的模擬圖像為基礎(chǔ)，使用機(jī)器學(xué)習(xí)填補(bǔ)那些數(shù)據(jù)缺失，從而創(chuàng)造出了更加清晰的圖像。

未來，這項(xiàng)技術(shù)或可幫助科學(xué)家更好地掌握黑洞的質(zhì)量，并進(jìn)行改進(jìn)的引力測(cè)試，以及其他的黑洞物理研究。

王麒 譯自 《科學(xué)新聞》（Science News）2023 年5 月6 日

科學(xué)新聞

（2023-05-06）

The Cover 封面故事

最新的發(fā)現(xiàn)將翼龍生活的世界帶到人們面前：最新的線索暗示著翼龍——這種最早可飛行的脊椎動(dòng)物的起源、進(jìn)化、進(jìn)食，以及更多。

Features 特寫

索諾蘭沙漠的蟾蜍會(huì)改變你的看法——它不是唯一的動(dòng)物：這些動(dòng)物產(chǎn)生致幻劑，以及其他潛在的令人費(fèi)解的化合物可不是為了人們旅行而進(jìn)化來的。章魚和烏賊是RNA 編輯大師，同時(shí)可保持DNA 的完整：RNA 修改或可解釋這種無(wú)殼頭足類動(dòng)物的智力和靈活性。

科學(xué)新聞

這便是為什么一些文藝復(fù)興時(shí)期藝術(shù)家在他們的畫作中添加蛋液的原因：一些文藝復(fù)興時(shí)期的藝術(shù)家通過將蛋黃加入油彩中創(chuàng)作蛋彩畫，這么做有可能會(huì)幫助增加質(zhì)感，并阻止泛黃。某些甲蟲如何用它們的屁股“喝水”：一項(xiàng)最新研究顯示出，作為主要農(nóng)業(yè)害蟲的紅面甲蟲可使用它們臀部中的特殊細(xì)胞從空氣中吸取水分。

科學(xué)家在清醒的大腦中引發(fā)了脊髓液的流動(dòng)：如果將來的研究能夠確認(rèn)這些清醒波動(dòng)可從大腦中清除有害蛋白質(zhì)，那么這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)或可引領(lǐng)針對(duì)大腦失調(diào)的新療法。

一種新型電池可使老鼠體內(nèi)的癌細(xì)胞嚴(yán)重缺氧：當(dāng)一種可自充電的電池被部署于老鼠的腫瘤之上并與抗癌藥物相結(jié)合時(shí)，它可令腫瘤大小減少90%。

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（王 麒 編譯）