黑洞是怎样开始流浪的？科学家重建了流浪黑洞的碰撞过程

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· 演化·

兔狲的基因偏向豹猫，为何长相像家猫

兔狲是猫科兔狲属下唯一的物种。长期以来，学界对兔狲始终存在疑惑：它的形态特征和家猫相像，基因谱系却偏向豹猫，这种形态与遗传的错位，困扰演化生物学家数十年。最近，一项发表于《当代生物学》（Current Biology）的研究利用基因组学等多维度研究，厘清了兔狲的真实演化脉络。

研究团队收集了博物馆馆藏样本和各地动物园圈养兔狲的血液、组织样本，结合野外兔狲粪便等材料，整合了兔狲的形态学和遗传学数据。结果显示，兔狲、猫属、豹猫属三者源自同一个已经灭绝的古老猫科祖先，且三者的物种分化速度极快，独立演化的时间跨度很短，这让三者保留了大量共有的古老基因。物种分化后，不同类群走向了完全不同的生存路径。豹猫属物种逐步向低海拔湿润丛林迁徙、演化，适配丛林生存环境；而兔狲则向着高海拔、高纬度的高寒荒漠环境扩散定居。在长期的自然选择压力下，兔狲祖先基因中适配严寒、强风、贫瘠高原环境的变异位点被不断激活、强化，逐步演化出浓密被毛、圆胖体态、特殊颅骨结构等特征，最终和生存环境相似的猫属物种形成形态趋同，也就出现了“基因随豹猫、长相像家猫”的特殊演化现象。（中国科学报）

· 天体物理学·

重建引发流浪黑洞的碰撞过程

科学家最初认为这条线是哈勃空间望远镜相机成像产生的伪影。但后续光谱观测表明，它是一条长达20万光年的年轻蓝色恒星链，一直延伸到右上角的星系。图片来源：NASA, ESA, Pieter van Dokkum (Yale)；图像处理：Joseph DePasquale (STScI)

2022年9月，天文学家在一张距离地球约75亿光年的星系图像上，发现了一颗流浪的超大质量黑洞RBH-1，它正以接近每秒1000千米的速度远离我们。最近，一项发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）的新研究首次描述了广义相对论预测的一类黑洞并合现象，它可能是导致黑洞脱离其所在星系的剧烈事件。这项成果有助于天文学家为下一代引力波天文台做好准备。

研究团队模拟并计算了数十万对假想黑洞产生的反冲力，最终只保留速度与RBH-1相匹配的黑洞对。模拟结果显示，并合后的黑洞大小相近，其中一个的质量最多是另一个的六倍。即便如此，大型并合事件产生的反冲速度也最多只有约200千米/秒，远低于天文学家观测到的1000千米/秒。分析显示，两个黑洞的自转方向必须不一致，且速度必须很快，较重的那颗自转速度达到广义相对论允许的最大自转速度的70%至75%，并且自转轴倾斜，像陀螺一样进动。研究团队将并合后的星系命名为GX，它仍保留着之前剧烈动荡的一些痕迹。而在两个黑洞并合之前，GX已经在7000万年的时间里重新组合成一个相对稳定的整体。广义相对论预测，5%到10%的黑洞并合事件会使并合后的黑洞获得巨大动量，但RBH-1是科学家首次观测到符合这一描述的天体。LIGO和Virgo这类引力波天文台可以探测到较小黑洞并合时产生的信号，但未来如果想观测更多像RBH-1这样高速运动的超大质量天体，可能需要能探测低频引力波的轨道天文台，来与望远镜观测到的现象联系起来。（University of California, Santa Barbara）

· 健康·

运动或小睡一觉都有助于在睡眠不足时维持大脑功能

图片来源：Unsplash

许多人都有睡眠不足，但又需要临时打起精神的时候，这时运动一下或是小睡一会，哪种方法更有效呢？最近一项发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的研究指出，锻炼或小睡都有助于在睡眠不足时保护记忆力。

研究邀请了54名健康成年人，他们被要求保持清醒30小时，随后分为三组：一组进行20分钟骑行，一组进行90分钟小睡，另一组为对照组，并要求他们看一组图片。三天后，研究团队测试了他们对图片的记忆，结果运动组和小睡组记住的图片数量均多于对照组。

研究团队推测，运动和小睡通过不同方式发挥作用。小睡似乎可以帮助大脑“充电”，使其更容易接收和记忆新信息，相比之下运动则是强行帮助大脑激活，充分利用剩余资源且不会让参与者感到疲惫。研究者强调，运动不能替代睡眠，但在无法获得充足休息时，它或许能帮助人们更好地保持状态。（McGill University）

· 天文学·

小红点可能不只是点

这是一幅关于早期宇宙中“小红点”的艺术概念图，展示了一个明亮、紧凑的中心光源，嵌入在微弱的宿主星系之中。为了便于可视化，宿主星系的形态和大小在图中被艺术化地夸大了，而JWST的观测结果表明，这些看似点状的天体可能包含延伸部分。（图片来源：Ruiyuan Guo & 丁旭恒）

小红点是从地球观测到的遥远的微小红色天体。但这些小红点的本质和它们光的来源尚不明确。过去的研究在紫外波段发现部分天体周围有物质存在迹象，可能表明存在星系。但在光学波段（人眼可见光波段）还鲜有证据表明存在这些物质，而光学波段能更明确地揭示恒星质量。近期，武汉大学、湖南师范大学等团队合作在《自然·天文学》（Nature Astronomy）发表的一项研究认为，小红点可能位于总质量约为太阳10亿倍的小型致密星系中。这些发现为大爆炸后最初十亿年间这些神秘天体的形成提供了新见解。

作者结合了韦布空间望远镜217个小红点的图像，揭示出在单张影像中无法明确检测到的微弱光学发射（延伸至中心天体之外的光）。数据建模表明，这些光学发射可能来自恒星形成的星系，小红点则可能是位于这些星系中心的超大质量黑洞。这些星系平均半径仅210秒差距（约685光年），其紧凑程度约为宇宙历史中相近时期其他相似质量恒星形成星系的2.5倍。这些发现表明，小红点不仅是单点光源，有可能存在于紧凑的恒星形成星系中，这有助于解释其起源。但作者提出，这些结果描述的是所有样本的平均性质，因为这些延伸的光学发射信号太过微弱，在大多数单个天体周围难以检测。还需要进一步研究在光谱上验证这些样本，通过分析天体的光来验证其距离。（Nature）

· 新技术·

AI智能手机应用帮助盲人户外导航

失明和视力障碍会限制独立活动，导致健康状况恶化，增加碰撞和摔倒风险，并降低生活质量。虽然电子导航辅助设备有望为视障人士提供协助，但通常价格昂贵或难以获取，而且可能缺乏障碍物监测和沿可通行路段引导等功能。最近，《自然·生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）报道了一个名为Mobilio的智能手机应用，能帮助盲人或视力障碍者在户外更快地独立导航。Mobilio结合了机器学习、传感器融合和个性化语音引导，以支持用户独立户外导航。

Mobilio是一款需用户将智能手机佩戴在胸前的手机应用。该系统使用手机的摄像头、运动传感器、GPS和激光雷达（LiDAR），结合开放式耳机和标准白色盲杖共同工作。该系统会用蜂鸣声做出空间音频提示，引导用户沿道路和障碍物行走，并给出个性化反馈。测试中，9位失明人士和5位视障参与者使用Mobilio和白色盲杖在社区户外小径上行走。作者发现，与使用谷歌地图和白色盲杖相比，该应用平均能减少13%的导航时间，需要的语音纠正次数减少约72%。在障碍物路段，Mobilio减少了约41%的环境接触，但完成路段时间增加了约17%。作者指出，还需要在更多导航任务、地点、天气条件和更广泛的社区使用场景中开展进一步研究，并进一步优化用户界面和可穿戴设计。（Nature）

撰文、整理：不周、二七

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