【菜科解读】

（左）银河系中心超大质量黑洞人马座A*（右）Sgr A*周围耀斑的3D模拟照片（图片uux.cn/EHT Collaboration/Aviad Levis）据美国太空网（Robert Lea）：科学家们使用人工智能构建了银河系中心黑洞人马座a*（Sgr a*）周围发生的高能爆发或耀斑的三维模型。

这个3D模型可以帮助科学家更清晰地了解超大质量黑洞周围形成的动荡环境。

围绕Sgr A*旋转的物质存在于一个被称为吸积盘的扁平结构中，该结构可以周期性地耀斑。

这些耀斑发生在一系列波长的光中，从高能X射线到低能红外光和无线电波。

超级计算机模拟表明，阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）在2017年4月11日看到的耀斑源于Sgr a*吸积盘中的两个致密物质亮点，这两个亮点都面向地球。

这些亮点围绕着质量约为太阳420万倍的超大质量黑洞旋转，而黑洞的距离约为地球和太阳距离的一半。

大约4700万英里（7500万公里）。

根据观测数据以3D方式重建这些耀斑绝非易事。

为了解决这个问题，由加州理工学院科学家Aviad Levis领导的团队提出了一种名为轨道偏振断层扫描的新成像技术。

这种方法与全球医院进行的医学计算机断层扫描（CT）没有什么不同。

Levis告诉Space.com：银河系中心周围的致密区域是一个极端的地方，在这里，热的磁化气体以相对论速度（接近光速）绕着超大质量黑洞运行。

这种独特的环境为被称为耀斑的高能喷发提供了动力，耀斑会在X射线、红外和无线电波长下留下观测特征。

最近，理论家们提出了这种耀斑出现的几种机制，其中之一是通过吸积盘中突然形成的极其明亮、致密的区域。

他补充道，这项工作的关键结果是，在探测到耀斑后，Sgr A*周围无线电亮度的3D结构可能会直接恢复。

从单个像素构建黑洞Levis说：Sgr A*位于我们银河系的中心，是距离我们最近的超大质量黑洞，也是研究此类耀斑的主要候选者。

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要有效地做到这一点，当ALMA观测与耀斑重合时，你仍然需要运气。

他解释说，2017年4月11日，ALMA在X射线拍摄到一次剧烈喷发后直接观察到了Sgr A*。

ALMA获得的无线电数据具有一个周期性信号，与Sgr a*周围轨道的预期信号一致。

Levis补充道：这促使我们开发了一种计算方法，可以从ALMA观测到的时间序列数据中提取3D结构。

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与Sgr A*的事件视界望远镜（EHT）2D图像相比，我们对恢复3D体积感兴趣，为此，我们依赖于对光如何在黑洞的强大引力场中沿着弯曲轨迹传播的物理建模。

银河系中心的超大质量黑洞Sgr A*首次在偏振光中出现。

（图片uux.cn/EHT Collaboration）为了实现他们的结果，科学家们研究了源自阿尔伯特·爱因斯坦1915年引力理论广义相对论的物理学，然后将这些关于超大质量黑洞的概念应用到神经网络中。

然后，这个网络被用来创建Sgr a*模型。

Levis说：这项工作是天文学家和计算机科学家之间的独特合作，他们从人工智能和引力物理领域推进了尖端计算工具，在首次尝试揭示Sgr a*周围的3D无线电发射结构时，每一种工具都贡献了整体的重要组成部分。

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结果不是一张普通意义上的照片；

相反，它是一张从时间序列观测中提取的计算3D图像，通过将神经网络与气体如何绕黑洞运行以及同步辐射在这个过程中如何发射的预期物理约束在一起。

他解释说，该团队通过计算将3D排放物放置在Sgr A*周围的轨道上，从任意结构开始。

通过光线追踪，即对光的物理行为的图形模拟，Levis及其同事能够模拟ALMA在未来如何看到Sgr A*周围的结构。

这些模型在耀斑发生10分钟后开始，然后是20分钟后，30分钟后，以此类推。

Levis补充道：神经辐射场和一般相对论射线追踪技术为我们提供了一种开始改变3D结构的方法，直到模型与观测结果相匹配。

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研究小组发现，这提供了关于Sgr A*周围环境的结论，这些结论确实是理论预测的，表明亮度集中在吸积盘中的几个小区域。

尽管如此，这项工作的某些方面还是让莱维斯和团队其他成员感到惊讶。

研究人员说：最大的惊喜是，我们能够从光曲线观测中恢复3D结构……本质上是一个闪烁像素的视频。

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想想看：如果我告诉你，你可以从一个像素恢复视频，你会说这听起来几乎不可能。

关键是我们没有恢复任意的视频。

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我们正在恢复黑洞周围发射的3D结构，我们可以利用预期的引力和发射物理来约束我们的重建。

Levis补充道，ALMA不仅测量光的强度，还测量光的偏振，这一事实为研究小组提供了一个信息丰富的信号，提供了关于Sgr a周围耀斑三维结构的线索*Levis表示，未来他和团队打算在改变用于约束人工智能的物理参数的同时进行模拟。

Levis总结道：这些结果是令人兴奋的第一步，它依赖于这样一种信念，即Sgr A*是一个黑洞，其环境遵循规定的引力和发射模型；

我们的结果的准确性取决于这些假设的有效性。

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未来，我们希望放松这些限制，允许偏离预期的物理。

我们的方法利用了物理学和人工智能之间的协同作用，为新的、令人兴奋的问题打开了大门，这些问题的答案将继续推动我们对黑洞和宇宙的理解。

该团队的研究于周一（4月22日）发表在《自然天文学》杂志上。

科学家使用特殊方法首次探测“超级地球”表面，结果很离谱

科学家首次对系外行星的表面进行直接分析。

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

炎炎夏日，或是紧张时刻，腋下散发出的异味总让人尴尬不已。

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。