NASA IXPE的新发现让天文学家大吃一惊

NASAIXPE的新发现让天文学家大吃一惊来自马尔卡里安421星（Markarian421）的新发现本周，一个由天体物理学家组成的国际研究小组发表了IXPE有关一颗名为马尔卡里安421星的新发现。该星位于大熊座，距地球约4亿光年，磁场中的螺旋结构是粒子被加速的地方，这一证据令科学家们震惊不已。新论文的第一作者、意大利航天局天体物理学家劳拉-迪格苏（LauraDiGesu）说："马卡里亚421是高能天文学家的老朋友。我们确信这颗耀星将是IXPE的一个值得研究的目标，但它的发现超出了我们的最佳预期，成功证明了X射线偏振测量法如何丰富了我们探测相对论喷流不同区域复杂磁场几何和粒子加速的能力。"最新一期《自然-天文学》杂志刊登了详细介绍IXPE小组在马尔卡里安421发现的新研究报告。艺术家绘制的地球轨道上的IXPE。资料来源：美国国家航空航天局耀星喷流现象像马尔卡里安421星发射的这种耀星喷流，长度可达数百万光年。它们之所以特别明亮，是因为当粒子接近光速时，它们会释放出巨大的能量，并表现出爱因斯坦所预言的怪异行为。蓝星喷流之所以更亮，还因为就像救护车的警笛声越近越响一样，指向我们的光也显得更亮。这就解释了为什么耀星可以比它们所在星系中的所有恒星都亮。尽管经过了数十年的研究，但科学家们仍然难以捉摸形成耀星喷流动力学和发射的物理过程。然而，IXPE的新型X射线偏振测量法--测量光波电场的平均方向--为研究这些天体、其物理几何形状及其发射源提供了无与伦比的视角。惊人的发现研究人员的模型通常将强大的喷射流描绘成螺旋状的螺旋结构，类似于人类DNA的组织结构。但科学家们没有想到，螺旋结构会包含被冲击加速的粒子区域。IXPE在2022年5月和6月对马尔卡里安421进行的三次长时间观测中发现了偏振角的惊人变化。剑桥麻省理工学院研究物理学家赫尔曼-马歇尔（HermanMarshall）是这篇论文的合著者之一，他说："我们已经预料到偏振方向可能会发生变化，但根据以往对许多类星体的光学观测结果，我们认为大的旋转将是罕见的。因此，我们计划对这颗蓝星进行多次观测，第一次观测显示出15%的恒定偏振"。他补充说，值得注意的是，对IXPE偏振数据的初步分析表明，在第一次和第二次观测之间，偏振似乎降到了零。马歇尔说："然后我们发现，偏振实际上是差不多的，但它的方向却来了个大转弯，在两天内旋转了近180度。在一天后开始的第三次观测中，偏振方向继续以同样的速度旋转，这再次让我们大吃一惊。"冲击波传播与未来观测更奇怪的是，同时进行的光学、红外线和无线电测量显示，即使偏振X射线发射出现偏差，其稳定性或结构也没有发生任何变化。这表明冲击波可能是沿着喷流内部的螺旋磁场传播的。冲击波加速喷流粒子的概念与有关马尔卡里安501的理论是一致的，马尔卡里安501是IXPE观测到的第二颗类星体，该理论导致了2022年底发表的一项研究。但是，它的表亲马尔卡里安421却显示出更明显的证据，表明螺旋磁场对冲击起了作用。DiGesu、Marshall和他们的同事急切地希望对Markarian421和其他类星体进行进一步观测，以进一步了解这些喷流波动及其发生的频率。DiGesu说："多亏了IXPE，现在是研究天体物理喷流的激动人心的时刻。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371973.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1371973.htm

空腹16个小时，身体会启动自噬功能？真相让人大吃一惊

空腹16个小时，身体会启动自噬功能？真相让人大吃一惊图片来源：微博截图看到这里，很多读者朋友可能会疑惑：怎么饿了还不到一天，自己真的被自己吃掉吗？这个自噬反应究竟是啥？先说真相：饿肚子，或者长期限制卡路里的摄入，的确可以促进人体的自噬反应。但具体饿上多长时间才能启动人体的自噬反应，目前并没有明确的答案。自噬反应到底是什么？自噬（autophagy）这个词来源于希腊语，其中的“auto-”意为“自身”，phagy则变自“phagein”，意为“吃”。所以自噬的确指的是“自我吞噬”，说是自己吃自己倒也恰当。不过这是一个细胞生物学上的概念，始于20世纪60年代，当时的研究人员们观察到，细胞可以将自己的某些部分给包裹起来，送到酸性的溶酶体部位进行降解，然后循环利用降解后的产物。这就好像把不需要的乐高玩具给拆成小块，好用于组装其他新的造型那样。日本科学家大隅良典在自噬领域做出了重要的贡献。他在1988年建立了自己的实验室，然后将研究的重心放在蛋白质的降解上。他发现只要让酵母细胞处于饥饿的状态，它们就会启动自噬反应，消化掉自己不需要的部分，来维持必须的生理反应，让自己活下去。这有点像古书上“割股奉君”的故事，为了不让后来的晋文公重耳饿死，介子推割下自己大腿上的一块肉，做成汤让重耳补充营养。明知是拆东墙补西墙，却也是不得已而为之。图片来源：参考文献随后大隅良典发现了一批对自噬反应至关重要的基因，然后揭示自噬是一种受到细胞严格调控的复杂过程，是自然演化的结果。而且不只是酵母，在人体的细胞里，也存在几乎相同的自噬反应。也多亏了大隅良典和其他研究自噬的科学家们，现在我们知道自噬控制着细胞，用来降解和回收自身的成分，从而为细胞提供能量，或者为细胞的新陈代谢带来新的原料。更重要的是，自噬反应和我们的健康息息相关——它可以消除侵入细胞的细菌和病毒，也可以让胚胎正常发育，还能够通过清除受损的细胞内容物，来对抗细胞衰老。如果自噬功能出现紊乱，就可能引起帕金森病和糖尿病等疾病。在自噬反应的概念被提出超过50年后，大隅良典让我们意识到它在生理学和医学中的重要作用。也正是因为如此，2016年，诺贝尔委员会将当年的诺贝尔生理学或医学奖授予了这名科学家，表彰他“发现了自噬反应的机制”。饿上16个小时就能启动自噬反应吗？在大隅良典的研究中，通过让酵母挨饿，就可以启动它们的自噬反应。但在人体中，真的就像网络热门信息说的那般，饿上16个小时就能启动自噬反应吗？这个问题很复杂。根据知名医院克利夫兰诊所的介绍，在动物研究中，如果连续饿上24～48个小时，基本可以启动它们的自噬反应。在人体中，可以确定的是——饿肚子或者长期限制卡路里的摄入，的确可以促进自噬反应。但由于数据缺乏，究竟要饿多久才能诱发自噬反应，没有一个明确的答案。图片来源：Unsplash倒也不能说完全没有人类中的研究。2018年的一篇关于自噬的综述论文中，列举了35项关于自噬的研究，其中来自人类的研究只有区区三项。这些研究中，为了启动自噬反应所需要的时间各不相同，最短的也要36～72个小时，最长的需要限制摄入的热量长达3～15年。至于网络上说的16个小时，倒是没有见到明确的出处和依据。另外，在动物模型中，人们确认自噬反应可以清除受损的细胞部分，清理错误的蛋白质，或是消灭外来的病原体，对健康有好处。所以现在医药界也在开发针对自噬反应的药物，想要利用它来治疗疾病。饿上16个小时，真的能减肥吗？有趣的是，网络消息中说的16个小时，倒是和另一个热门研究话题有关。这涉及到近年来提出的一个叫做“间歇式断食”的概念，它指的是把每天吃饭的时间集中在短短几个小时里，其余的时间饿肚子。最常见的“间歇式断食”法，恰好是8～16，也就是进食集中在8个小时里（比如早上9点到下午5点），剩余16个小时不吃饭。这个方法在动物实验中取得了很大的成功，被证明除了能够帮助实验动物减肥之外，还能改善动物的身体机能，甚至还能延寿。2019年发表在《细胞》杂志上的一项研究发现，这种“轻断食”可以减少小鼠和人类的单核细胞数量，而这种细胞能产生多种促进炎症的细胞因子，可以诱发慢性炎症。在动物疾病模型中，间歇式断食4周的小鼠，病情果然得到了明显的改善。今年一月，《细胞》子刊CellMetabolism上的一项研究发现，小鼠的间歇性断食，有助于重塑全身基因的表达，让全身大多数组织出现更为同步的昼夜节律，这也标志着代谢的改善。图片来源：参考文献另外一些研究揭示，不仅要饿肚子，还要挑对饿肚子的时间。2021年在果蝇中的一项研究发现，只有那些在晚上开始饿肚子，饿到第二天中午的果蝇，才会从饿肚子中得到明显的好处，寿命有明显延长。相反，如果是在晚上“吃夜宵”，哪怕每天饿肚子的时间一样长，摄入的食物一样多，果蝇照样得不到饿肚子的好处。这种和时间有关的饿肚子，被认为和自噬反应有关。这是因为动物的身体里有生物钟，只有在夜晚，自噬反应才最为活跃。如果在夜间摄入食物，身体会误以为还需要保持活跃，就会抑制自噬反应。久而久之，细胞里的垃圾就会得不到及时清理，反而对细胞有害。但要注意的是，这个理论似乎很有道理，但它毕竟来自动物实验，能否运用到人类身上还是个未知数。间歇性断食法对于减肥来说效果很一般，减少热量摄入才是能真正有效地减肥的核心，目前没有权威的健康机构会向人们推荐断食减肥。结论网络消息中说饿肚子能启动自噬反应的说法，有一定的道理。但我们要注意几点：首先，并不是饿上16个小时，就一定能启动人体的自噬反应，目前没有太多研究证明这一点。而少数人类研究中所确认能启动自噬反应的空腹时间，动辄需要2～3天，可能不适合普通人；其次，自噬反应是人体的正常生理功能，就算不饿肚子，通过锻炼或者减少热量摄入，也可以启动它。第三，“间歇式”饿肚子倒的确能对身体产生积极的影响，但原因非常复杂，自噬反应只是其中的一部分，以及目前没有权威的健康机构会向人们推荐断食减肥。最后，要强调的是，如果为了身体变健康，也需要采取科学的方法。自己轻易尝试几天不吃不喝，只为了“启动自噬反应”，可能不得其法，反而会损害到自己的身体。策划制作来源丨科学辟谣作者丨叶拾科普创作者审核丨阮光锋科信食品与健康信息交流中心副主任策划丨徐来责编丨林林参考文献[1]https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2016/press-release/[2]https://my.clevelandclinic.org/health/articles/24058-autophagy[3]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1568163718301478[4]https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31442403/[5]https://doi.org/10.1016/j.cmet.2022.12.006[6]https://doi.org/10.1038/s41586-021-03934-0...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401427.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401427.htm