【菜科解读】

这张艺术家的想象图描绘出新发现的恒星系统，有块行星碎片绕着白矮星公转。

ILLUSTRATION BY UNIVERSITY OF WARWICK/ MARK GARLICK据美国国家地理（撰NADIA DRAKE编译：邱彦纶）：天文学家发现一颗环绕白矮星的岩石球体，这可能揭露了50亿年后的太阳系面貌。

1995年，在地球表面的一架望远镜收到了来自数百光年外微弱的摆动讯号，因此解答了困惑人类已久的宇宙谜团。

原来这架望远镜所探测到的，是第一颗绕着类太阳恒星公转的系外行星。

这个破天荒的发现，证明了在太阳系之外的确有行星存在──而且可能为数不少。

在这之后，天文物理学家在银河系里，发现了将近4000颗绕着恒星公转的系外行星。

这些恒星和我们的太阳一样，也处在生命周期中的主序星（main sequence stars）阶段。

恒星在这个时期会稳定地燃烧并发光发热，通常持续达数十亿年之久。

但最近研究人员竟发现，有颗行星体近距离地绕着白矮星（white dwarf）公转，白矮星是燃烧殆尽、濒临死亡的恒星。

这项研究成果发表在四月出版的《科学》（Science）期刊。

这个史无前例的发现，让我们得以一窥将来太阳开始走向灭亡之时，地球的可能宿命。

这个研究团队是由英国华威大学（University of Warwick）的天文物理学家克瑞斯托福.曼瑟（Christopher Manser）领军，他们利用光谱学的方法，收集并分析了来自白矮星周围气体盘内不同波长的光线，因而发现了这颗岩质天体。

这是科学家首度使用这种方法，来确认绕着白矮星公转的行星体。

曼瑟在电子邮件中说明，他们的研究团队使用位于西班牙帕马（La Palma）的加那利大型望远镜（Gran Telescopio Canarias），观测？气体盘中的钙所发出光的颜色，并且每隔两到三分钟就收集一次光谱。

这样的技术让科学家得以侦测到气体盘远离及接近地球时，光线颜色所发生的微小变化。

这种颜色的变化称为？都卜勒摆动（Doppler wobble），与声音的？都卜勒效应（Doppler effect）类似，也就是警车呼啸而过时，鸣笛所发生的声调变化。

曼瑟表示，？以我们的探测来说，我们根据颜色的变化而确认出有颗微行星以两小时的周期在气体盘中公转。

因为这个天体的尺寸相对较小，因此研究团将它归类为微行星。

重构行星科学家为什么要研究系外行星呢？其中很大部分的原因，是为了更了解我们太阳系的演化。

如果正如曼瑟所想，这颗微行星过去曾经是颗像地球这样的行星，那么结果可能很残酷。

当这颗行星体所环绕的恒星开始耗尽燃料并膨胀时──就如同大多与太阳类似的恒星面临生命终点时那样，巨大的引力会撕裂距离较近的行星，让行星只剩下岩质的内核，并且产生碎屑盘。

曼瑟怀疑，我们的地球也将面临相似的命运。

他说：？在大约50亿年后，太阳最后会耗尽燃料并且膨胀，那时它将吞没水星、金星，而且很有可能也会吞没地球。

但火星和其他包括木星、土星、小行星带在内的其他天体，可能会在整个过程中幸存下来。

不过，这些天体可能会因为损失部分的质量，使得公转轨道稍微变大一些。

而最后，太阳会变成一颗白矮星。

不过，根据未参与本研究的天文物理学教授──美国康乃尔大学（Cornell University）卡尔.萨根研究所（Carl Sagan Institute）所长莉萨.卡尔特内格（Lisa Kaltnegger）的说法，这样的研究可能还是有光明面存在。

如果绕白矮星公转的微行星发生碰撞，最后可能会合并成为稳定的新行星。

她研究了这样的可能性，结果显示这些重构的行星甚至可能适合生命居住。

她在电子邮件中写道：？我们发现，当白矮星更为冷却之后，这样的行星能够维持温和的条件长达几十亿年。

举例来说，尽管这颗新行星诞生之处的剧烈环境可能会让行星表面的水消失无踪，但之后可能仍会有富含水分的彗星撞击这颗行星，重新带来生命起源所需的液体。

因此，她说：？与炎热干涸的死亡星球不同，在这颗行星上，生命可能会全部从头来过。

？这篇论文可以说是先拼起了整个谜团的第一片拼图，确定在年轻白矮星周围的微行星如何变成行星。

现在，曼瑟希望把这种光谱学的方法应用在其它也有气体盘的恒星系统。

这些恒星周围可能有更多的微行星，能帮助我们了解行星的生命周期，他说：？接下来，我们希望能找到更多这样的行星。

全球3/4人口缺水？地球步入“水资源破产”时代

伊拉克南部的哈维宰沼泽原本因长期干旱而逐渐干涸。

（新华社/发） 报告发现，全球70%的主要含水层正在萎缩，且很多变化不可逆转。

据调查，世界上很多地区不仅超额支取雨水和融雪带来的年度“收入”，还在不断透支那些需要数千年才能回补的地下水“储蓄”。

这主要由农业发展以及城市向干旱地区扩张导致，而气候变化让这些本就缺水的地方愈发干旱。

在土耳其，过度抽取地下水已导致近700处出现塌陷坑。

该报告作者，联合国大学水、环境与健康研究所的卡维赫·马达尼说：“如今，作为人类水资源‘活期账户’的地表水已经见底。

我们从祖先那里继承的‘储蓄账户’——地下水、冰川等，也几乎被挥霍一空。

世界各地都已出现‘水资源破产’的迹象。

” 据统计，目前全球大约有40亿人每年至少遭遇一个月的缺水危机，而这进一步加剧了移民潮、地区冲突和社会动荡。

去年，伊朗经历了50年来最干旱的秋季。

大量用于农业的大坝和水井，几乎吸干了曾是中东地区最大湖泊的乌鲁米耶湖，也让伊朗全国的地下水储备濒临枯竭。

为此，伊朗政府甚至提出要疏散首都德黑兰的居民，并尝试通过人工降雨来增加降水量。

科罗拉多河的流量20年间锐减了20%。

在美国，科罗拉多河的流量过去20年间锐减了约20%，主要原因是降水减少与蒸发加剧。

这条河除了被洛杉矶等城市作为饮用水来源，其河水还被大量引入农田用于种植家畜饲料。

与越来越多的河流一样，现在的它已无力奔赴大海。

研究表明，提高农业用水效率的技术，比如滴灌、喷灌，反而可能增加总耗水量。

原因在于精准灌溉能让作物充分吸收水分，而传统的大水漫灌后，多余的水还能流回河道。

因此，有专家提出必须削减农业的总用水量，因为它占到全球水资源消耗量的70%。

然而，全球有一半粮食产自水资源储量持续下降的地区。

缩减农业用水规模，将倒逼各国推进经济多元化转型。

目前，全球超10亿人依靠农业维持生计，其中大多数人生活在低收入国家。

即使在多雨地区，水资源也正面临新的威胁：数据中心在大量消耗水资源，工业废水、生活污水、化肥和粪便则在持续污染水体。

过去几十年，因被改作农田而消失的湿地面积与欧盟相当，这让全球在防洪、粮食生产和碳储存等生态系统服务方面，付出了约5.1万亿美元的沉重代价。

在大多数情况下，枯竭的河流、湖泊、湿地和含水层，再也难以恢复原有水文状态。

而冰川持续消融与消失，将导致数亿人的供水短缺。

马达尼认为，人类必须更好管理水资源，在此之前，大多数国家需要先摸清家底，核算其水资源储量与用水总量。

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