科学家发现新系外行星：与地球相似，恰好位于宜居带，距我们仅146光年

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·天文学·
地球大小，公转355天，位于宜居带内的系外行星

位于恒星宜居带边缘的HD 137010 b 可能是一个寒冷的冰雪世界。图片来源：NASA/JPL-CALTECH; KEITH MILLER/CALTECH/IPAC

近日，天文学家在《天体物理学报通信》（ApJL）上发表论文，表示发现了一颗大小与地球几乎相同，且轨道周期为355天的类地系外行星。这颗行星名为HD 137010b，距离我们约146光年，由开普勒空间望远镜观测到。其宿主恒星是一颗K型矮星，表面温度比太阳低约1000度。因此，尽管该行星的轨道距离和地球大致相同，但收到的能量却比火星还少，这让它正好位于这颗恒星宜居带的冰冷边缘。不过目前对这颗恒星的轨道定位还不准确，研究人员表示，它有40%的概率更靠近恒星运行，完全处在宜居带内。

天文学家目前已经发现了6000多颗系外行星，但大多数体积庞大、温度极高，因为这样的行星最容易被探测到。在几十颗已知位于宜居带、大小与地球相近的系外行星中，大多数位于临近小型恒星的轨道上，恒星风很容易彻底剥离这些行星的大气层。研究人员计划未来用其他望远镜进一步详细观测HD 137010b，获取更多信息。（Science NEWS）

·健康·

饮用水中的硝酸盐与痴呆风险增加有关，而蔬菜中的硝酸盐则与较低的痴呆风险有关

痴呆症是一种复杂的疾病，受遗传和生活方式的影响。一项发表于《阿尔茨海默病和痴呆症》（Alzheimer’s & Dementia）的新研究中发现，饮用水中的硝酸盐与痴呆风险增加有关，而蔬菜中的硝酸盐则与较低的痴呆风险有关。

这项研究对超过54 000名丹麦成年人进行了长达27年的追踪调查，发现硝酸盐的来源在饮食中至关重要。研究人员发现，从蔬菜中摄入更多硝酸盐的人患痴呆症的风险较低，而从动物性食物、加工肉类和饮用水中摄入更多硝酸盐和亚硝酸盐的人患痴呆症的风险较高。研究人员认为，当我们食用富含硝酸盐的蔬菜时，我们也摄入了维生素和抗氧化剂，这些物质被认为有助于硝酸盐形成有益化合物一氧化氮，同时阻止其形成致癌物N-亚硝胺，而N-亚硝胺可能对大脑造成损害。水和动物性食物不含这些抗氧化剂。此外，肉类还含有血红素铁等化合物，这些化合物实际上可能会增加N-亚硝胺的形成。但研究者也表示，这是一项观察性研究，无法证实硝酸盐直接导致痴呆。因此，研究结果需要在其他研究中得到证实，也不能排除参与者饮食或生活方式中的其他因素也可能导致这种关联。（EDITH COWAN UNIVERSITY）

·古生物·
中国发现含有丰富远古物种的海洋生态系统

花垣生物群代表性化石。图片来源：中国科学院南京地质古生物研究所

我们对始于5.4亿年前的寒武纪大爆发的了解，大多来自能保存软体组织的罕见伯吉斯页岩沉积物。但在距今约5.135亿年前辛斯克灭绝事件后，鲜有地点能提供该时期丰富多样的样本。《自然》（Nature）本周发表文章，描述了一个软体动物化石群，可追溯至5.12亿年前。这一“花垣生物群”包含16个主要动物类群、153个物种，其中59%是此前未发现的物种。

在2021年到2024年的4个野外考察季，研究团队在中国湖南省一处采石场发现了数千件保存完好的标本。这一“花垣生物群”包括节肢动物、海绵、被囊动物和其他无脊椎动物，和完整的射口类动物（寒武纪的顶级捕食者），表明存在复杂的食物网络。与全球45个寒武纪生物群进行的统计学比较表明，花垣生物群和较晚的伯吉斯页岩有强烈的动物群联系，表明洋流和海平面变化等因素驱动了长距离跨洋扩散。这些结果还表明，深水软体动物环境受辛斯克灭绝的影响小于浅水，这些深水环境可能充当了避难所或演化创新中心。这一完整生物群填补了早寒武世第一次大灭绝前后的化石记录空白。它与伯吉斯页岩共有的分类群，强化了华南与北美间早期联系的证据，并为全球海洋系统在早寒武世的重组带来了新见解。（Nature Press, 中国科学院南京地质古生物研究所）

·人工智能·
AlphaGenome预测DNA变异影响

基因变异会影响生物学过程并可能引发疾病，但理解DNA序列变化如何影响其功能是个难题。大多数变化（约98%）发生于非编码区域，预测其影响十分困难。要解决这一问题需要计算模型，现有的方法在序列长度和预测强度上必须做出取舍。《自然》（Nature）本周发表了深度学习模型AlphaGenome，该模型能预测长达一百万碱基对的DNA序列的功能。

谷歌DeepMind展示了AlphaGenome的能力。这一模型用人类和小鼠基因组训练来学习DNA序列如何影响不同生物学过程。AlphaGenome可以即时预测5930种人类或1128种小鼠遗传信号，这些信号与特定功能有关，如基因表达、剪接（基因组的切割与重组）和蛋白质修饰。在26项变异效果预测评估中，其结果在25项中与现有顶尖模型表现相当或更优。作者指出，该模型优势在于能同时对多种遗传信号和生物学结果进行多重预测。作者写道，进一步改进这一工具或能拓展其应用，例如增加涵盖的物种，或拓展模型能识别的非编码序列范围。他们总结说，AlphaGenome有望深化对DNA序列变异引发的复杂生物学结果的理解，能用于理解遗传疾病、改进基因检测，并为开发新疗法提供信息。

·物理学·
中国科大实验室暗物质实验突破天文观测限制

基于城际量子传感网络的暗物质搜寻。拓扑缺陷轴子暗物质在宇宙中会形成能量高度集中的致密结构，犹如一堵“暗物质墙”。当地球在银河系中以约0.001倍光速运动并穿越这类结构时，部署的城际量子传感器网络便能对其进行探测。图片来源：中国科学技术大学

暗物质的微观本质是现代物理学的一大谜团。轴子是当前理论动机最强的暗物质候选粒子之一，其构成的场在宇宙早期相变中可能产生拓扑缺陷（topological defect）——这是一种类似宇宙弦或畴壁的、具有稳定结构的宏观“褶皱”。当这种结构穿越地球时，会与地面上部署探测器中的原子核自旋发生相互作用产生旋转信号。但信号极其微弱且持续时间短，难以探测。来自中国科大的研究团队，构建了基于核自旋的城际量子传感网络，并将其用于探测对拓扑缺陷轴子暗物质。在本次试验中他们没有观测到暗物质，但实验精度更高，超出了天体物理观测极限，相关论文发表在《自然》（Nature）杂志上。

研究团队新性地发展了核自旋量子精密测量技术，原理性突破了惰性气体原子（¹²⁹Xe）核自旋对瞬时信号的响应探测难题，将微秒级的暗物质拓扑缺陷结构信号“存储”到接近分钟级的核自旋相干态中，同时结合核自旋量子放大技术，将微弱信号放大了至少100倍，自旋旋转探测灵敏度达到约1微弧度，相比之前实验室探测技术，灵敏度提高约4个量级。为进一步提升探测灵敏度，研究团队将5台传感器分别放在合肥与杭州，并利用卫星同步实现跨度为320千米的分布式量子传感，又将误报率降低3个数量级。在连续观测2个月后，研究团队给出的限制条件已经比超新星SN1987A的天体物理限制高出40倍，在该质量区间实现了实验室探测对天文观测的超越。（中国科学技术大学新闻网）

撰文：王昱、冬鸢