一周图说 | 黑洞“跳舞”、植物发光、遗骸牙齿验出病毒……
黑洞在宇宙空间中的形态是非常活跃的。但是由于它们完全是”黑暗的“，无法直接被观察，所以它们不容易被研究。通过NASA的Spitzer望远镜，科学家们终于弄清了两个巨大黑洞之间复杂“舞蹈”的确切时间，揭示了这些神秘宇宙物体物理特征的隐藏细节。这项研究也发表于近期的《天体物理学杂志》。
OJ287星系是迄今为止发现的最大黑洞之一，其质量是太阳的180多亿倍。围绕这个庞然大物运行的是另一个质量约为太阳1.5亿倍的黑洞。每12年两次，较小的黑洞撞击其大伴星周围巨大的气体盘，产生一道比一万亿颗恒星还要亮的闪光——甚至比整个银河系还要亮，这一亮光到达地球需要35亿年。
由于黑洞轨道不规则，黑洞在不同的时间与圆盘相撞，对轨道进行建模并预测“闪光”何时出现，非常困难。经过近十年的研究，科学家逐步建立模型，把预测时间尽量缩到几日内。2018年，印度科学家团队发表论文，提供更详细的模型，将未来“闪光”出现的时间精准度缩小到4小时内。去年7月，OJ287星系进入NASA Spitzer空间望远镜的观测范围中，这项模型预测的准确性得到了验证。
木卫二（Europa，欧罗巴）是美国伽利略号飞船发现的木星的第四大卫星，其表面被冰层覆盖，底层是一片海洋。科学家认为，地球海洋孕育了生命，而与地球有类似环境的木卫二，也有可能孕育生命。因此，木卫二的冰下海洋是科学家寻找地外生命的目标之一。
木卫二表面有着广泛多样的地貌，包括山脊、带状物、小圆形穹顶，以及被地质学家称为“混沌地形”空间。美国宇航局伽利略号飞船在20世纪90年代末拍摄的图像经过研究人员的再处理，显示出木卫二不同表面特征的细节。这项再研究旨在为新一代的木卫二快船飞行器的到来做准备，该任务计划在未来几年内发射，并进行数十次飞行，以进一步了解其厚厚的冰壳下的海洋以及如何与表面相互作用。
像这样增强的彩色图像可以让科学家用不同的颜色突出地质特征。这些图像并不像人眼看到的那样显示木卫二，而是夸大了颜色的变化，以突出表面的不同化学成分。出现浅蓝色或白色的区域是由相对纯净的水冰构成的，略带红色的区域有更多的非冰物质，如盐。
事实上，木卫二是太阳系中最年轻的表面之一，这是它众多有趣的奇特之处之一。
基因改造后，植物终生发光
科学家通过基因改造技术，让植物可以持续发出可见光 | Planta
11年前火遍全球的科幻电影《阿凡达》中，美轮美奂的发光植物布满的阿凡达星球奇观正在变成现实。
日前，一项由27位科学家共同参与的研究在《自然·生物技术》发布，通过基因技术，科学家们创造出可以持续发出可见光的植物。这要归功于一种生物发光蘑菇的一些基因，真菌之所以发光，是因为酶和被称为荧光素的化学物质之间的自然反应，包括一种在所有植物中都存在的咖啡酸。科学家通过将四个关键的真菌基因导入植物的DNA中，使它能比原有基因发光增强10倍。
研究人员表示，这项新技术具有实用价值，最重要的是可以创造发光的花和其他观赏植物。虽然用会自己发光的树木代替路灯有点太异想天开，但这些植物从它们的生命中散发出的绿色荧光，着实令人愉悦。
日前，德国马克斯·普朗克研究所人类历史科学考古遗传学的研究人员在《当代生物学》杂志发表研究成果，研究对上世纪80年代从墨西哥城市中心考古发现的墓地中挖掘出的三具骸骨，进行了DNA分析。
墓地时间大约在1529年-1531年。这三具骸骨的牙齿与来自葡萄牙的被奴役的非洲人和生活在西非部分地区的人有相似形状。研究人员从三具骸骨的牙齿中提取了DNA，并分析了包括锶、碳和氮等化学同位素，得出结论，三人是第一代到达美洲的西非洲人，很可能是迅速发展的跨大西洋奴隶贸易的早期受害者。
三具骸骨现存墨西哥城国立人类学和历史学院，都显示出创伤和暴力的迹象，根据对牙齿中保存的微生物的基因分析，其中两名分别携带了乙肝病毒和雅司病病原体。研究人员认为，这些人在一家土著居民医院的出现，突显了美洲早期殖民地基本上被遗忘的多样性。研究证明，非洲人也是殖民地故事不可忘却的一部分。
长期以来，研究大脑和其他器官以及癌症肿瘤的科学家们一直试图获取血管和细胞内部的详细三维视图。但制作这样的图像既费时又困难。本周，来自RIKEN生物系统动力学研究中心的研究人员《自然通讯》发表报告称，在3D成像技术上有了巨大改进，可以通过简单的程序揭示整个器官乃至动物的内部组成。
研究人员发现了一种凝胶，这种凝胶紧密地模拟了经过组织清除过程的器官的物理化学性质。从计算机模拟和实验室测试开始，研究小组优化了浸泡液温度、染料和抗体浓度、化学添加剂和电性能，以产生最佳的染色和成像结果。然后他们用二十多种常用的染料和抗体在老鼠和绒猴的大脑上测试了他们的方法。研究小组还用光学薄片显微镜对整个老鼠大脑和一只绒猴大脑的一个半球进行的扫描显示了这两种动物神经血管系统的相似性，显示了该系统在比较解剖学中的应用。
此外，研究小组还利用该技术对一整只婴儿的绒猴和一小段人脑样本进行了成像，这些样本有朝一日可能帮助人类对实体瘤和神经退行性疾病有新的认识。该小组表示，这一优化染色的方法可以应用于其他技术，以推进整个领域的3D成像技术。
1、https://www.nasa.gov/feature/jpl/spitzer-telescope-reveals-the-precise-timing-of-a-black-hole-dance
2、https://www.nasa.gov/feature/jpl/newly-reprocessed-images-of-europa-show-chaos-terrain-in-crisp-detail
3、 https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-04/mlio-sla042420.php
4、 https://www.sciencemag.org/news/2020/04/three-men-were-buried-mexico-500-years-ago-dna-and-bones-reveal-their-stories
5、https://www.sciencemag.org/news/2020/05/mouse-brains-seen-unprecedented-3d-detail-thanks-new-staining-technique
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