来源:中国科学报 发布时间:2013-6-18 9:03:25
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6月7日《科学》杂志精选

《科学》封面

星尘陷阱是行星制造厂
 
据一项新的研究报告,环绕恒星做轨道运行的星盘,其中的一小块区域内的星尘可帮助解释行星形成的神秘一面。根据最知名的行星形成理论,行星是通过环绕恒星做轨道运行的大小在微米至毫米的星尘颗粒集结在一起并形成较大的团块而形成的。但让人不能完全理解的是,毫米大小星尘颗粒中较大的那些颗粒在它们能够变得更大之前是如何避免其自身被快速地拉进恒星并消失的。这种现象——它不会影响更小的微米大小的星尘颗粒——被称作径向漂移屏障,而理解星尘是如何克服这种现象的一直是现有行星形成理论中最常见的问题之一。现在,一个由Nienke van der Marel及其同事所撰写的报告提示了星尘是如何跨越这一障碍的。科学家们先前曾经提出过一个解决方案:一种以某种小漩涡形式存在的星尘保持机制,该小漩涡会在气态星盘中创建一种适度的压力峰,它可起到强力集中毫米大小星尘颗粒的作用。
 
在高度集中的情况下,星尘可积聚并成长成为千米大小的部分,从而为行星的形成铺平道路。如今,Nienke van der Marel及其同事用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列分析了来自恒星Oph IRS 48星盘中星尘颗粒的发射图形。他们的研究结果揭示在该星盘的一面上毫米大小星尘颗粒形成了一个极为不对称的集合体。与此同时,较小的微米尺寸的星尘颗粒则均匀地分布于各处。这种模式与星尘陷阱的理论预期是一致的。由于俘获机制的计算存在着很大的不确定性,这也就赋予了能够阐释这些过程是否会发生的研究发现以巨大的价值。人们需要在未来进行观察以决定星尘俘获是否还存在于较年幼的星盘之中(Oph IRS 48及其星盘有1500万年的历史)。
 
小鼠实验显示神经回路与OCD有关
 
《科学》杂志中有两项研究描述了研究人员如何用光遗传学——这是一种采用光学纤维光来操纵大脑的电与生物化学信号的技术——来探索强迫症或称OCD的基础病因。这种疾病的特点是不必要的、侵入性想法(强迫观念)及重复性、强迫性行为(强迫行为);它严重损害着全世界数百万受其影响的人。Susanne Ahmari及其同事在小鼠脑内植入了光电极并用它们来刺激眶额皮层(OFC)和纹状体腹内侧区域(VMS)内的神经元,这些区域先前与人类的OCD有关联。研究人员发现,在几天的时间内对这些大脑区域每天进行仅5分钟的反复光遗传学刺激会引起小鼠理毛行为的增加,理毛是与OCD有关的小鼠行为。据研究人员披露,在光遗传学刺激之后,这种强迫性理毛行为在小鼠中会持续两周,并在这种刺激之后约6天,OFC及VMS中的神经元会自己放电,且强迫性理毛不再需要由光遗传学刺激来触发。然而,据研究人员说,氟西汀这种治疗OCD的第一线药物可用来终止该强迫行为。
 
在另外一份报告中,Eric Burguière及其同事解释了他们是如何用光遗传学来阻断缺失Sapap3基因的小鼠的重复性、强迫性行为的,这些小鼠被设计成缺失Sapap3基因,该基因的缺失会引起过度的理毛行为。研究人员在小鼠脑中的内侧纹状体区域发现了一个缺陷并用光遗传学来刺激外侧OFC中的神经元——它们能够对该缺陷进行代偿并消除该强迫行为。总而言之,这些发现提示,OCD可能由少量但反复性的异常神经元活动的阵阵迸发所致。这些研究成果还提示了治疗以重复行为为特征的疾病的新方法。
 
彗星Lovejoy提供日冕新线索
 
2011 年 12 月,彗星Lovejoy扎进了太阳的表面。这一事件让科学家们能够一瞥飞船从来没有去过的地方:太阳狂暴的外大气层或日冕。Lovejoy是一种被称作掠日星体的彗星。它被认为是在1000多年前从某个巨大星体碎裂出的一小块物质。由于人们不可能将人造卫星派往炽热的日冕——那里温度高达百万开氏度——彗星 Lovejoy为人们提供了一个独特的探索该炙热环境的机会。Cooper Downs及其同事对NASA观察所拍摄到的该彗星的画面进行了研究并观察到,Lovejoy的丝带样的尾巴摆动着并以意想不到的方式经过日冕。研究人员用磁流体动力学模型来跟踪彗尾离子的运动,他们能够将这种奇怪的运动与日冕的磁场联系在一起。特别是,Lovejoy的尾巴运动似乎受到了日冕无形的磁场及等离子体性质的影响。研究人员证明了这些观察将如何有意义地用来区别两类磁场。这些发现可能对理解太阳大气有益处。
 
(本栏目文章由美国科学促进会独家提供)
 
《中国科学报》 (2013-06-18 第2版 国际)
 
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