/空洞不空？那里面有啥？

巨大的空洞，指的是纤维状结构之间的空间，空洞与纤维状结构一并成为宇宙组成中最大尺度的结构。新的研究表明，许多空洞可能并不“空”，而是充满了暗物质。

在宇宙中，星系并不是像往桌上撒一把盐那样随机分布的。相反，它们遵循一种名为“宇宙网”的结构。宇宙网是自然界中的最大结构，它由星系组成，就像你的身体由细胞组成一样。宇宙网充满了整个可观测的宇宙，它由一系列交错的丝状物、星系团和壁组成。空洞则位于所有这些结构之间，有的空洞直径可达2000万光年。

离银河系最近的空洞地图。

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最近，一个研究小组研究了离银河系最近的七个空洞，然后发现，虽然星系分布中的巨大缺口确实是空洞，但空洞不完全是空的，里面有暗物质——事实上，有一半空洞的密度甚至不低于宇宙的平均密度。

对此，天文学家的解释是：并非所有的空洞都是一样的。有些空洞看起来像是大结构中的小口袋，平均密度高于宇宙的其他部分。而其他空洞（通常是最大的空洞）则会扩张到数亿光年那么大，体积非常壮观。“小”空洞虽小，但内里有暗物质；“大”空洞虽大，但其中心完全没有物质。了解空洞有助于天文学家了解宇宙的整体结构和演变。研究人员也希望通过深入观察这些空洞来进一步理解暗物质。

“最菜”陨石带来神秘信息

Winchcombe陨石是2021年2月坠落在英国格洛斯特郡一条车道上的罕见碳质陨石，它被发现含有地外水和有机化合物，从而揭示了地球海洋的起源。这颗陨石在落地后的几个小时里就被回收了。发表在Science Advances上的一项新研究报告了Winchcombe陨石的相关研究结果。

研究结果显示，Winchcombe是一种罕见的CM碳质球粒陨石，含有大约2%的碳（按重量计算），是有史以来在英国发现的第一块这种类型的陨石。通过详细的成像和化学分析，研究小组确定Winchcombe含有大约11%的地外水（按重量计算），其中大部分被锁在矿物中，这些矿物是太阳系早期阶段流体和岩石之间发生化学反应形成的。

研究人员持有的Winchcombe陨石碎片。

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最重要的是，研究小组测量了水的氢同位素比例，然后发现它与地球上水的组成非常相似。陨石提取物中还含有地外氨基酸。由于陨石的成分基本上没有被地球环境所改变，因此这些结果表明，碳质小行星在提供启动早期地球上的海洋和生命所需的成分方面发挥了关键作用。

Winchcombe陨石也是有史以来在大气飞行中幸存下来的“最菜”陨石之一。西方物理学和天文学博士后Denis Vida是这项研究的主要作者。结合英国五个不同流星网络的数据，并应用专业知识和软件，Vida仔细研究了Winchcombe陨石。Vida说：“陨石非常脆弱，大多数都会在大气中完全分解。而这块陨石从未经历过其他陨石在大气飞行中通常会面临的巨大破碎压力，这‘纯属偶然’。”

/ 小星系也能拥有特大质量黑洞？

哈佛-史密松天体物理中心两名天体物理学家提出了一种观察距离地球第二近的特大质量黑洞的方法。这个黑洞名为狮子座I*，质量是太阳的300万倍，位于矮星系狮子座I星系。研究小组注意到，当恒星接近星系中心时，它们的速度会加快——这是黑洞存在的证据。现在，天体物理学家Fabio Pacucci和Avi Loeb提出了一种验证特大质量黑洞存在的新方法。

“黑洞是非常难以捉摸的物体，有时它们喜欢和我们玩捉迷藏。”研究主要作者Fabio Pacucci说，“光线无法逃离它们的视界，如果有足够多的物质落入其中，它们周围的环境就会变得非常明亮。但如果一个黑洞不吸积质量，那它周围就不会发光，我们的望远镜也就不可能发现黑洞。”

这就是科学家们研究狮子座I*时面临的挑战。这个矮星系非常缺乏可用于吸积的气体，因此经常被描述为“化石”。那么，我们要放弃观测它的希望吗？不一定。

图为狮子座I星系，图中明亮的轩辕十四右侧有个模糊斑块。

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Pacucci解释道：“在我们的研究中，我们认为恒星在黑洞周围游荡时损失的少量质量可以提供观测黑洞所需的吸积率。红巨星又大又红，还通常具有强风，能将其质量的一小部分带到环境中。狮子座I*周围的空间似乎包含了足够多的红巨星，所以我们可以利用这一点观测到它。”

“观察狮子座I*可能是开创性的。”该研究的共同作者Avi Loeb说，“它所在星系的质量比银河系小1000倍，但它的质量却几乎和银河系中心的特大质量黑洞人马座A*一样大。”这一事实挑战了我们对星系及其中心特大质量黑洞共同演化的认知：“苗条”的父母怎么会有这么“超重”的婴儿？

Loeb继续说：“我们预计狮子座I星系里会有一个小得多的黑洞，没想到这个黑洞的质量是太阳的几百万倍。这令人兴奋，因为科学通常在意想不到的事情发生时进步得最快。”相关研究已发表在The Astrophysical Journal Letters上。

/超级能吃的小恒星

年幼恒星在消耗周围圆盘中的物质时，通常会发出明亮闪光。斯皮策空间望远镜最近的一项数据分析显示，新生恒星会以惊人的速度和频率“进食”，然后疯狂成长。

分析发现，“婴儿”恒星在发育的最初阶段（大约10万岁，相当于一个才出生7小时的婴儿）约每400年就会爆发一次闪光。这些闪光是“暴饮暴食”的迹象，因为年幼的、成长中的恒星正从它们周围的气体云和尘埃盘中吞食物质。这项研究的共同作者、托莱多大学天文学家Tom Megeath说:“这是恒星的实时创造过程。”它代表我们在理解恒星的形成方面向前迈进了一大步。初生的恒星大多隐藏在云层中，所以直到现在其形成和早期发展都还是研究难点。

猎户[大]星云。

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这些年龄不到10万年的恒星被厚厚的气体包裹着，又名“0级原恒星”，它们的爆发很难用地面望远镜观测到。大约100年前人们曾观测到过一次，后来就很少有人看到了。

不过人眼看不到，但斯皮策可以。它持续16年用红外线观测宇宙，穿透气体和尘埃云，捕捉恒星发出的明亮耀斑。研究小组搜索了斯皮策2004年至2017年的数据，找到了正在爆发的年幼恒星。数据显示，最年幼的恒星大约每隔400年就有可能爆发，这比年龄更大的原恒星的爆发频率要高得多。据估计，这种爆发通常会持续15年左右。

Megeath说：“按照宇宙标准，恒星在非常年轻的时候生长迅速。所以年幼恒星的爆发频率最高是有道理的。”这一新发现将帮助天文学家更好地了解恒星如何形成和积累质量，以及这些早期的质量消耗或将如何影响后来形成的行星。

/第九大陨石带来的两种新矿物

研究人员在索马里发现的陨石中发现了至少两种以前从未在地球上发现过的新矿物。这块重达15吨、名为El Ali的陨石是人们迄今为止发现的第九大陨石。

阿尔伯塔大学大学陨石收藏馆馆长、地球与大气科学系教授Chris Herd说：“发现一种新矿物意味着发现全新的地质条件和不同的岩石化学成分。而在这颗陨石中，有两种矿物是科学上的新发现，多么令人兴奋！”

El Ali陨石的一块切片。

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这两种新发现的矿物被命名为elaliite和elkinstantonite。elaliite得名于陨石的发现地索马里El Ali镇。elkinstantonite则来源于Lindy Elkins-Tanton的名字。她是亚利桑那州立大学地球与空间探索学院教授，也是美国航天局即将进行的灵神星任务的首席研究员。Herd解释说：“Lindy在行星核尤其是铁镍核如何形成的问题上做了大量工作，而我们拥有的与之最类似的物体是铁陨石。因此，以她的名字命名一种矿物并表彰她对科学的贡献是有意义的。”

在分析陨石成分的第一天，人们就发现里面至少有两种新矿物。之所以能鉴别这么快，是因为这两种矿物和人们早就合成过的人造矿物的成分相匹配。研究人员正在继续研究这些矿物质，从而进一步理解陨石形成时的情况。Herd还指出，任何新发现的矿物都可能在未来带来令人兴奋的新用途。“每当发现一种新材料时，材料科学家们也会感兴趣，因为它在社会上具有潜在用途。”相关研究已发表在日前举行的太空探索研讨会上。

资料来源：

1.https://phys.org/news/2022-12-voids-closest.html

2.https://phys.org/news/2022-11-method-secrets-uk-meteorite.html

3.https://phys.org/news/2022-11-nascent-gas-giant-planets-lurking.html

4.https://phys.org/news/2022-11-baby-star-burps-tales-frantic.html

5.https://phys.org/news/2022-11-minerals-massive-meteorite-reveal-clues.html

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来源：中国国家天文

编辑：扫地僧

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