SpaceX接受美航空管理局调查,被指爆炸损害超出预期;首张黑洞与喷流整体图像发布 | 环球科学要闻

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· 天文学 ·
中国科学家首次对黑洞阴影和强大喷流一起成像


M87在3.5毫米波长所观测到的图像，其致密的核心首次在该波段被分解并在高分辨率条件下呈现为环状结构（内嵌图）。图片来源：R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR),and S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
据中国科学院上海天文台报道，路如森研究员领导的一个国际研究团队利用在毫米波段开展的新观测，首次对著名的射电星系Messier 87的黑洞阴影以及其周围显示落入中央黑洞的物质的环状结构和强大的相对论性喷流一同进行了成像。这项成果于4月26日发表在《自然》（Nature）。
过去我们曾在单独的图像中分别看到过黑洞和喷流，而黑洞周围的物质被认为是在吸积过程中落入黑洞的，但是从来没有人直接对它成像。这项新研究利用全球毫米波甚长基线干涉测量阵列（GMVA）联合阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和格陵兰望远镜（GLT），在3.5毫米波长的新波段拍摄了黑洞和喷流的全景图，之前事件视界望远镜（EHT）在1.3毫米波段看到的环状结构变得更大、更厚。这表明在新的图像中可以看到落入黑洞的物质产生了额外的辐射。同时，图像揭示了喷流是如何从中央超大质量黑洞周围的环状结构中出现的，研究人员还发现靠近黑洞的内部区域，辐射的宽度比预期要宽。这可能意味着黑洞周围不仅仅有气体落入，也可能有一股“风”吹出来，造成黑洞周围的湍流和混乱。研究人员表示，这项成果使我们能够更全面地了解黑洞周围的物理过程，但未来我们还需要拍摄更多颜色的高质量图像，包括在0.8毫米或更短的亚毫米波段的黑洞照片，以及在长至7.0毫米波长的黑洞和喷流的全景图像，以揭示M87中央超大质量黑洞及其相对论性喷流的形成、加速、准直传播的物理机制之谜。

· 科学事件 ·因损害超出预期，SpaceX正在接受美航空管理局调查
4月20日，SpaceX公司的星舰火箭（Starship）在得克萨斯州博卡奇卡村的星港发射场进行首次轨道飞行测试，并在升空4分钟后发生爆炸。爆炸产生的碎片和灰尘向周围抛洒，落在距发射台10千米处的得州伊莎贝尔港，以及有多种濒危的海龟、鸟类物种栖息的博卡奇卡海滩上。据CNBC报道，美国联邦航空管理局（FFA）已对此展开调查，以评估星舰发射对公共安全的影响。
与其他大型火箭发射场不同，星舰发射场缺少冷却发射台并吸收冲击波的喷水系统，以及引导废气排出的火焰导流槽。这导致这次试射不仅对发射台造成了大面积损坏，预期影响范围外的伊莎贝尔港的居民也报告公司的窗户被砸碎，学校和住宅被灰尘覆盖。此外，发射台被炸出的碎片还可能击中周围的燃料储存罐。超出预期外的爆炸影响启动了FFA的“异常响应计划”。目前，FFA已禁止SpaceX申请发射，直到他们完成爆炸的事故调查，确认星舰发射不会影响公共安全。这意味着SpaceX在重新申请发射许可前，需要搭建额外的缓解措施。

· 神经语言学 ·母语会影响你对旋律和节奏的感知
关于有音调语言者在音乐性方面是否有优势，之前已经被探讨过，但此前的研究大多只是将一种语言的使用者与另一种语言的使用者进行比较，无法将语言影响与其他文化影响分开。最近，一项发表在《当代生物学》（Current Biology）上的研究比较了使用54种不同语言的近50万人的旋律和节奏能力，发现说有音调语言的人能更好地辨别不同旋律的细微差异，而说无音调语言的人能更好地分辨节奏是否与音乐同步。
研究团队从203个国家在线招募了近50万名参与者，他们的母语是54种不同的语言，包括19种地理上分散的有音调语言。通过3个不同的音乐任务，研究人员能测试参与者辨别旋律、节奏和精细的音高感知的能力。研究人员发现，他们研究的19种有音调语言中，以这些语言为母语的人在辨别旋律方面平均优于无音调语言的人，同样，前者在完成基于节拍的任务时都表现得比后者更差。研究者推断，有音调语言者表现出轻微的节奏劣势可能是由于对不同声学特征的关注的权衡。此外，结合对参与者是否经受过音乐训练的调查，研究人员还发现这些语言带来的音乐优势大概相当于你从音乐课上学到能力的一半。研究人员表示，未来还需要更多的研究来挖掘这些差异背后的机制和发育途径。

· 健康 ·音乐或能让老年人的大脑保持年轻
衰老会导致各种类型的认知能力下降，但一些干预措施可以有效减缓这一过程。近日发表于《科学·进展》（Science Advances）的一项研究发现，长期音乐训练可以减轻、甚至抵消与年龄相关的视听能力下降。
研究者对比了不同年龄的音乐家和非音乐家的大脑活动，发现相比年长的非音乐家，年长的音乐家能在嘈杂环境下更准确地识别声音。进一步研究显示，这主要与大脑的两类变化有关：首先，年长音乐家的感觉运动皮层（主要加工视觉、听觉等外界的单通道信息）与年轻人更相似，并且相似性与音乐家的训练强度相关；另外，年长的音乐家大脑额顶叶区域也比非音乐家更活跃，而预设模式网络（DMN）会受抑制，这可以帮助人体避免无关干扰的影响。研究者表示，播放音乐或许可以让大脑保持敏锐、年轻和专注，这项发现也为更有针对性的训练和治疗方案提供了方向。

· 气候变化 ·
亚马孙森林观测到不同的干旱耐受

将样品从取样地块运送到研究站（图片来源：Francisco Diniz）
由于气温上升、降雨改变和越来越频繁的极端气候事件，热带森林正在遭受越来越频繁的干旱。气候压力可能对亚马孙雨林尤为明显，在整个亚马孙反复发生的干旱事件在近年里增加了树木的死亡率，但人们对森林随着气候改变应对水胁迫的能力了解不足。根据《自然》（Nature）发表的一项研究，亚马孙森林树木对干旱的耐受取决于不同物种，这影响到它们对水环境变化的耐受。这些发现表明，过去对于干旱之于森林的的长期影响可能估计不足。
研究者在亚马孙11个森林地块的129种树木中观察了植物的水力性状（在水胁迫环境如干旱之下的生存阈值），并评估了水力衰竭或扰乱植物水运输系统的程度。结果显示，潮湿森林的树木对干旱的抗性较低，较干旱森林中的树木则对干旱应对较好。作者还发现，在更接近其水力限制（植物在水力学失败前的阈值）下运作的森林死亡率更高。研究者推测，亚马孙西部和南部森林可能最为脆弱，因为它们可能已经到达了水力极限。

撰文：马一瑗、不周、二七

编辑：不周、二七