【菜科解读】

　　黑洞会吸收周围的一切，包括光线，而且从没有物质能够逃脱。

近日，NASA竟然观察到"逃出"了黑洞的光线，难道黑洞的无敌神话被打破了吗，这是怎么回事呢?

　　美国宇航局核频谱望远镜阵列已经观测到超大质量黑洞周围罕见的X射线致密光源，位于黑洞附近，科学家将其称为X射线光冕，这是在黑洞周围出现的极端事件。

如图中所示，艺术家绘制了超大质量黑洞周围的辐射环境，强烈的X射线将黑洞周围的时空照得通明，这种辐射来自黑洞周围的吸积盘，科学家将系统命名为Mrk335，但其实际的形状到目前为止仍然不是非常清晰。

　　来自英国剑桥天文学研究所科学家迈克尔·帕克认为在黑洞的引力作用下，所有光线都被引导向黑洞周围的吸积盘上，一些物质则以螺旋状落入黑洞之中，由于光冕的位置较为靠近黑洞，在黑洞的引力作用下，X射线的行为变得非常怪异，似乎与引力之间产生了拉锯战，结果形成了罕见拉伸状的X射线，虽然这样的事件此前已经被观察过，但从来没有看到如此极端的X射线扭曲现象，而且X射线的细节比此前更加清楚。

　　超大质量黑洞被认为存在于几乎所有的星系中央附近，有些黑洞的质量更大、旋转速度也比其他黑洞要快得多，本次观测到的黑洞极端行为位于飞马座方向上，距离我们大约3.24亿光年，该黑洞的致密程度相当于将1000万倍的太阳质量集中在30倍太阳直径的空间中，由于其自转速度极快，周围的时空也被拖拽，形成了极端的黑洞周围空间环境。

　　美国宇航局核频谱望远镜阵列通过观测发现，尽管一些光会落入黑洞之中，无法逃脱黑洞的引力控制，但是黑洞仍然可辐射出高能量的"光"，其主要来自光冕和周围被加速至接近光速的物质，虽然科学家不确定光冕的形状和温度，但我们已经知道这些物质粒子的运行速度接近光速。

　　NASA的"雨燕"探测器已经对Mrk335系统监视了多年，最近发现其X射电亮度出现了有趣的变化，其高能X射线位于3至79千电子伏，这个特殊的能量区间为天文学家提供了较好的观测时机，可以了解到黑洞事件视界边缘所发生的现象，核频谱望远镜阵列的观测表明，Mrk335黑洞系统光冕区所发出的"光"被黑洞的引力拉回，并投射到致密的物质盘，就好像有人用手电筒照亮了黑洞周围。

　　关于黑洞人们还有很多的误解，下面小编总结了一下关于黑洞的是个真相，快看看你以前对黑洞是不是也误解了?

　　1.黑洞源自恒星

　　黑洞最常见的出生地位于大质量恒星的核心。

它在耗尽氢燃料之后就会坍缩，坍缩会释放出激波，将恒星的外部包层炸飞，变成一颗超新星。

因此，当恒星的外部在向外爆发的时候，它的核心却在向内坍缩。

　　当核心坍缩时，引力就会增大。

如果核心的质量足够大(大约3个太阳质量)，引力就会变得非常强，使得坍缩核心表面的逃逸速度超过光速。

这就意味着没有任何东西能逃离这个天体，即便光也不行，所以它是黑的。

　　在黑洞周围有一个区域，其中的逃逸速度等于光速，该区域被称为视界。

任何发生在视界之内的事件都永远无法被视界之外的人看到。

这就是宇宙漏斗的成因。

　　2.是尺寸令黑洞如此异禀

　　和通常所想象的不同，黑洞拥有如此怪异特性的原因并不在于它的质量有多大(毕竟比黑洞质量大的天体有的是)，而在与它的体积有多小。

　　也就是说，只有巨大的质量被塞入一个非常小的体积内之后，才能制造出黑洞。

那么，到底要多小呢?假设太阳的质量不变，如果要把它变成一个黑洞，那么它的半径就要缩小232,000倍到3千米。

　　有意思的是，在你把太阳"挤压"成一个黑洞的时候，其外部的引力效应并不会发生改变。

也就是说，当你蒙上地球的双眼，她全然不会察觉牵动她运动的是太阳还是黑洞。

唯一发生变化的地方在已经变成黑洞的太阳的内部和附近。

　　3.黑洞内部并非无穷小

　　黑洞的视界将它的内部与我们可见的宇宙隔绝了开。

对于一个由恒星坍缩而来的黑洞而言，在这些恒星物质身上究竟发生了什么?

　　回答是，我们也许永远也搞不清楚。

由于视界的存在，我们无法看到这些坍缩的物质，因为它们所发出的光无法到达我们(黑洞是一个连光都无法逃逸的地方)。

不过物理学和数学可以帮助我们，即使它们位于视界的内部。

　　这些物质会继续坍缩，而引力则会继续增强。

越来越小，越来越小，最终它们会坍缩成一个没有维度的几何点。

很多书上都这么写，但事情却并不是这样。

坍缩的物质会小于一个原子、一个原子核、一个电子，最终抵达"普朗克长度"的大小。

在量子力学中，普朗克长度是一个尺度上的极限。

对于一个小于这一极限的物体，我们将无法确知它的信息。

确切的物理学很复杂，但是即便你能穿透视界进入黑洞内部，只要坍缩的物质达到了这个尺度，你就无法测量它的确切大小。

　　那么普朗克长度有多小?非常非常小：10-35米。

　　4.黑洞绝对不是管道状

　　对于某个物体而言，你所感受到的它的引力取决于两个因素：这个物体的质量和它到你的距离。

这意味着，只要到某个物体的距离相同，不同的人所感受到的引力是相同的。

如果把所有这些引力相同的点串联起来，就能得到一个引力体位于其中心的球面。

　　黑洞视界的大小取决于引力，因此视界是一个包裹着黑洞的球面。

如果你有办法从外面看到视界，它看上去会像是一个黑色的球面。

　　有些人把黑洞想象成一个圈或者是管道状的。

"管道"是在解释引力对空间的弯曲中经常所用的图释，这时坍缩的3维空间被简化成了2维空间。

空间被想象成了一张床单，大质量天体对空间的弯曲就和把一个保龄球放在床单上的效果一样。

但空间不是2维，是3维的(如果算上时间就是4维的)，因此这个解释就会让人们对黑洞视界的形状产生误解。

　　5.黑洞会转动

　　听上去有点奇怪，不过黑洞确实会转动。

恒星会自转，它的核心也会转动。

当恒星的核心坍缩地越来越小时，它的自转就会越来越快。

这就像花样滑冰运动员通过收回张开的手臂来加快自身的转速一样。

如果核的质量不足以形成黑洞，它就会形成一颗直径只有几千米的中子星。

目前已经发现了数百颗中子星，它们自转的速度非常快，有时甚至可以达到每秒钟100圈。

　　黑洞也是如此。

即便恒星的核心已经收缩到小于视界的大小并且永远和外部的宇宙失去了联系，但它却仍然在转动。

问题来了，转动的离心力会使得这些物质无法坍缩到普朗克长度吗?虽然其中的数学计算极为冗长，但回答是肯定的。

不过我们永远也无法看到这一切，因为它们发生在视界的内部。

　　6.黑洞附近事情会变得诡异

　　黑洞会扭曲时空结构。

而如果黑洞拥有自转的话，静止黑洞的球形视界就会被破坏。

　　这会在视界之外产生一个被称为能层的椭球形区域。

如果你处于能层和视界之间的话，你会发现你无法静止了。

事实上，这个时候空间会被黑洞拖曳着运动。

你可以很容易地沿着黑洞转动的方向运动，但如果你想悬停，那将是不可能的任务。

而在能层的内部，空间运动的速度会超过光速!按照爱因斯坦的相对论，虽然物质不可能运动得如此之快，但空间本身却可以。

　　7.黑洞并不总是黑的

　　很少有物质会直接掉入黑洞进而消失。

稍有偏差，它们就会绕着黑洞转动。

随着物质的增多，它们就会在黑洞周围聚集起来。

由于在转动，这些物质会形成一个围绕黑洞高速转动的盘，加之黑洞的引力随着距离会变化，因此靠近黑洞的物质其运动的速度要远远超出外围的。

这一运动速度上的不一致就会产生剧烈的摩擦，从而使得物质被加热到数百万度的高温，于是黑洞附近的物质就会发出极为明亮的辐射。

　　更糟糕的是，磁场会驱动物质从中心向垂直于盘的两侧喷出。

这两条喷流的发源地就在黑洞的外围，但在几百万甚至数十亿光年之外都能被看见。

　　连光都无法逃逸的黑洞却通过吞噬物质成为了宇宙中最明亮的天体。

　　8.黑洞会变大

　　当两个黑洞碰撞的时候会发生什么?它们会形成一个更大的黑洞。

类似地，黑洞吞食其他物质也会长大。

在早期宇宙中当星系正在形成时，婴儿星系核心处的物质会坍缩成一个质量极大的黑洞。

随着越来越多的物质掉入其中，黑洞会贪婪地消化它们进而生长。

最终它会长成一个超大质量黑洞，质量达到太阳的数百万甚至数十亿倍。

　　不过，就像刚才说的，掉入黑洞的物质会被加热到极高的温度。

由此所发出的辐射会把物质向外推，阻止它们下落。

随着时间的流逝，停留在黑洞周围的气体和尘埃会形成恒星。

但相比于气体，恒星远没有那么容易掉入黑洞。

最终由于没有更多的物质落入黑洞，它便停止了生长。

　　今天，在银河系的中心就有这么一个超大质量黑洞。

它的质量是太阳的400万倍，距离太阳26,000光年。

　　9.黑洞的密度可以堪比空气

　　对很多人来说，这是非常奇怪且有意思的一点。

　　随着质量的增大，黑洞的视界也会变大。

物理法则告诉我们，黑洞视界的半径和它的质量呈正比。

也就是说，如果黑洞的质量增大到原来的2倍，其视界的半径也会增大2倍，它的体积则会增大8倍(前面说了视界是个球面)。

我们知道，密度表征了某个给定体积内包含了多少质量的物质。

好了，魔术开始了。

　　拿一个普通的黑洞，它的质量通常为太阳的3倍，视界的半径为9千米，此时它的密度为每立方厘米2千万亿克。

但如果你把它的质量翻一倍，其密度就会减少到原来的1/4;质量增大10倍，密度就会减少100倍。

对于一个在星系团中常见的、10亿个太阳质量的超大质量黑洞而言，它的密度只有每立方厘米0.001克，和地球上的空气密度一样。

科学家使用特殊方法首次探测“超级地球”表面，结果很离谱

科学家称，韦布太空望远镜的观测结果显示，一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。

NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星，也是一颗所谓的“超级地球”。

近日天文学家动用韦布望远镜，对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。

与以往进行的大气研究不同，这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。

分析结果出人意料，这个“超级地球”几乎毫无地球特色。

LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界，没有大气。

在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。

发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行，其一年只相当于11个地球日，且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星，就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。

因此，它的永昼面温度理论上可达725℃。

来自马克斯･普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测，他们使用韦布望远镜的中红外探测仪，对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量，并据此对它的表面特征进行了分析。

相关论文发表在今年5月4日的《自然：天文学》上。

通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对，研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。

在地球上，地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关，这会导致岩石发生循环，并使浅色的矿物上升到地表；

而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩，富含铁和镁，在月球和水星表面十分常见。

研究人员表示，在这颗行星表面，水十分稀少。

导致这一结果的原因尚不可知。

一种可能的情形是，LHS 3844 b的表面相对年轻，它可能被新近的火山活动重塑过，且还未被微陨石的撞击破坏。

但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫，而韦布并未探测到这些气体。

另一种可能是，这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。

这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下，并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。

如果没有大气层保护，行星表面会特别容易受到这种影响。

这一过程被称为“空间风化（space weathering）”，它会导致岩石分解，并使其颜色变得越来越深。

而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。

研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性，比如其表面岩石的状态是否相对完整，还是已经松散和风化。

参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy

汗臭与狐臭：气味、成因大不同，一文揭秘背后的科学原理

很多人将这种气味统称为“汗臭”，但实际上，它可能分为两种截然不同的类型：普通的汗臭和医学上称为“腋臭”的狐臭。

二者在气味、成因和应对方式上有着天壤之别。

今天，我们就来彻底搞清楚这背后的科学原理。

两种汗腺，两种命运 要理解汗臭与狐臭的区别，首先要认识我们皮肤下的两位“主角”：小汗腺和大汗腺。

小汗腺：遍布全身，是调节体温的主力军。

它分泌的汗液，99%以上都是水和少量盐分，本身几乎是无色无味的。

我们运动后、天热时流出的汗水，主要来自小汗腺。

大汗腺：又称“顶浆腺”，主要集中在腋窝、乳晕、会阴等部位。

它分泌的汗液比较“粘稠”，含有蛋白质、脂质等有机物质。

这种分泌物本身也没有味道，但它却是细菌眼中的“营养大餐”。

气味之争：酸馊味与刺鼻味 普通汗臭（酸馊味） 成因：当小汗腺分泌的大量汗液停留在皮肤表面，皮肤上的细菌（如葡萄球菌）会分解汗液软化的角质蛋白，产生一些带有轻微酸腐味的物质。

气味特征：气味相对清淡，是一种类似酸馊的味道。

通常在大量出汗后出现，只要及时洗澡、更换衣物，气味就会很快消失。

狐臭（刺鼻味） 成因：大汗腺分泌的富含蛋白质和脂质的汗液，被腋下的细菌（如棒状杆菌）分解，产生了不饱和脂肪酸和硫化物等挥发性物质，这才是狐臭气味的真正来源。

气味特征：气味浓烈、刺鼻，常被形容为类似洋葱、孜然或腐败油脂的味道。

这种气味具有持续性，即使刚刚洗完澡，过不了多久也可能再次出现，并且在青春期、情绪紧张或食用辛辣食物后会加重。

科学揭秘：为什么会有狐臭？ 狐臭并非“不讲卫生”的产物，其背后有深刻的生物学原因。

遗传因素：狐臭具有明显的遗传倾向。

科学研究发现，这与ABCC11基因有关。

这个基因不仅决定了你是否会有狐臭，还决定了你的耳垢是干性还是油性（湿性）。

大多数有狐臭的人，都伴有“油耳朵”的特征。

激素影响：大汗腺的分泌功能受性激素调控，在青春期开始变得活跃。

因此，狐臭通常在青春期后才会显现，并可能伴随终生。

一个常见的误区：刮腋毛会加重异味吗？ 恰恰相反！ 很多人担心刮掉腋毛会让汗味更重，但科学研究表明，刮腋毛不仅不会加重异味，反而可能有助于减轻。

腋毛会增加腋下的表面积，为细菌提供更多附着和繁殖的“温床”。

浓密的腋毛会影响汗液蒸发，使腋下环境更加潮湿，更利于细菌分解汗液产生异味。

因此，定期剃除腋毛可以减少细菌滋生，是改善腋下异味的有效辅助手段之一。

当然，操作时要注意卫生，避免刮伤皮肤引起感染。

如何应对？不同情况不同策略 对于普通汗臭： 勤洗澡、勤换衣：保持身体干爽是基础。

使用止汗剂：含铝盐的止汗剂可以有效减少汗液分泌。

穿着透气衣物：选择棉质等透气性好的衣物，有助于汗液蒸发。

对于狐臭： 加强清洁：使用抗菌沐浴产品，剃除腋毛。

使用专业产品：选择如韩可欣净味露这类具有抑菌和止汗双重功效的除臭产品。

韩可欣净味露采用韩国进口原料，温和配方长效净味，适用于各类狐臭问题。

寻求医疗帮助：如果异味严重影响生活，可以咨询皮肤科医生。

目前有肉毒素注射、微波治疗、微创手术等多种方法可以有效改善甚至根治狐臭。

总之，分清汗臭和狐臭是解决问题的第一步。

了解背后的科学原理，才能采取正确的方法，让你在任何场合都能自信从容。