1/3类太阳恒星诞生时存在倾斜行星形成盘
系外行星呈现出多种多样的轨道构型,这反映了它们的形成过程,以及亿万年来通过引力相互作用进行的动力学演化。这段历史被编码在行星系统的角动量结构中,即中心恒星的旋转特性与行星轨道之间的关系。
恒星自转轴与其行星轨道平面之间的对齐或倾斜是一个主要可观测特征,即恒星倾角。目前科学家已经测量了数百颗靠近宿主恒星的巨行星的自旋-轨道夹角限制,其中许多揭示了行星存在于倾斜轨道上。一个关键问题随之浮现:恒星倾角主要是源于与系统中其他行星或遥远恒星的引力相互作用,还是“原始的”,即在恒星形成过程中就已形成?
研究者对年轻、孤立的类太阳恒星的自转轴与其原行星盘外部区域方向之间的原始倾角进行了全面评估。结果显示,大多数系统符合角动量对齐,但约1/3的孤立年轻系统表现出原始的倾角。这表明在较老行星系统中观测到的某些倾角,包括太阳系中太阳与行星之间较为温和的倾角,可能源于其形成时的初始条件。
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https://doi.org/10.1038/s41586-025-09324-0
海底光纤传感解析冰川崩解驱动的峡湾动力学
融冰与变暖海洋之间的相互作用驱动着格陵兰潮水冰川当前的退缩,这对海平面上升和全球气候系统均产生影响。这些冰-海相互作用控制着冰川前缘消融,涉及一系列将冰川崩解,即冰山的分离,以及与海底融化和更广泛的峡湾动力学联系起来的小尺度过程链。
然而,对这些过程的理解仍然有限,这在很大程度上是由于难以在崩解前沿附近危险环境中进行具有足够时空分辨率的针对性观测。
研究者揭示了冰山崩解可通过激发瞬态内波而充当海底融化的放大器。他们的观测基于对冰山崩解过程链进行的近前缘海底光纤传感。在这一过程链中,崩解始于持续的冰体破裂,这些破裂汇聚导致冰山分离;冰山分离进而激发局地海啸、内重力波以及冰前缘的瞬变流,最终使冰山碎裂成块。
他们的观测揭示了潮水冰川与变暖海洋相互作用的先前未知的路径,并有助于闭合冰前消融收支——这是当前模型难以做到的。这一研究增进了关乎全球范围内正在退缩的潮水冰川的全新过程尺度的理解。
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https://doi.org/10.1038/s41586-025-09347-7
单原子级技术可直接鉴定重元素分子
元素周期表为理解化学性质提供了一个直观框架。然而,对于位于周期表底部的最重元素,其传统的规律模式可能会被打破。锕系元素(原子序数Z>88)和超重元素(Z≥104)的巨大原子核会引起相对论效应,预计将大幅改变它们的化学行为,这可能表明它们已经到达可预测元素周期表的终点。
与镧系元素相比,锕系元素表现出的异常化学性质已被归因于相对论效应。遗憾的是,由于对锕系元素和超重元素的研究稀少,研究者难以全面理解相对论效应的全部影响。在镄(Z=100)之后的元素,需要使用加速离子束和最先进的实验方法进行单原子级的合成与研究。迄今还没有任何实验能够直接鉴定所产生的分子物种。
研究者在美国劳伦斯·伯克利国家实验室的88英寸回旋加速器设施中,通过核反应合成了锕(Ac)和锘(No)的离子,并将其暴露于痕量的H2O和N2中。随后,利用鉴定核素A的装置FIONA测量其质荷比,从而直接鉴定了所产生的分子。
研究者表示,这是首次利用单原子级技术直接鉴定重元素分子,并突显了此类鉴定在未来超重元素化学实验中的重要性——可深化对其化学性质的认识。
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https://doi.org/10.1038/s41586-025-09342-y
(冯维维编译)
《中国科学报》 (2025-08-20 第2版 国际)