Part 1. 空间新闻

01有关假想粒子的胜利

March 24, 2020

亚原子粒子的存在可以解决两个紧迫的粒子物理学难题：暗物质的源头将看不见的质量填充到星系中，以及夸克之间的相互作用（组成质子和中子的粒子）坚持一定的自然的对称性，称为CP对称性，即避免其他类型的粒子相互作用。

现在，研究人员指出，假想粒子轴子可以解决第三个棘手的问题：为什么宇宙主要由物质组成，而反物质却很少见。

如果存在轴子，那么轴子不仅可能是整个宇宙星系团中暗物质（蓝色）的来源，还可以解释为什么宇宙主要由物质组成，而反物质很少见。

科学家认为，在138亿年前，大爆炸诞生了同等重要的物质和反物质。由于物质和反物质粒子在相遇时会消灭，因此宇宙将充满纯净的能量。因此，随着宇宙的发展，某些过程肯定比反物质更有利于物质，但是科学家仍然不确定它是如何发生的。

现在，位于安娜堡的密歇根大学的分公司和新泽西州普林斯顿的高级研究学院的Harigaya共同提出了一个新的想法：基于轴突场的演变，轴突场是一种假想的，贯穿空间的空灵毯，类似于电场围绕电荷扩展的方式。但这些想法仍在未确定，还在进一步探索中。

02卫星群的轰炸干扰，可还行？

March 12, 2020

天文学家克利夫·约翰逊（Cliff Johnson）在黎明前凝视着深空，当时靠近地球的物体打断了他的视线。

约翰逊说：“突然之间，通过我们的网络摄像头，开始看到一些条纹突然冒出。” 散落的白光散布在视野中，就像科幻巡洋舰发出的激光一样。入侵者飞过望远镜的目光：在用望远镜的相机进行五分钟的曝光后，照片上出现了19条白线。很快就发现了罪魁祸首。

一周前，即2019年11月11日，航空航天公司SpaceX发射了60颗Starlink卫星，以加入其为全球宽带互联网接入而建造的不断增长的卫星群。低地球轨道上的那群卫星对约翰逊的图像进行了光弹轰炸。

SpaceX正在将数千颗互联网卫星（如图所示）送入轨道。

天文学家于1月8日在火奴鲁鲁举行的美国天文学会会议的小组会议上讨论了这个问题。该组织担心，搜寻可能影响地球的小行星将受到阻碍，闪烁的卫星可能被误认为是恒星爆炸。

小组成员一致认为，一群低轨道卫星是在全球范围内建立快速，可靠的互联网的最具成本效益的方法。但是，天文学家还希望公司将夜空视为国家公园等自然资源加以保护，并尽量减少互联网卫星的干扰。

03如果冥王星有一个地下海洋

March 27, 2020

近来的研究表明，冥王星上很可能存在地下海洋，且古老而深。

对来自美国宇航局“新视野”号航天器的图像的新分析表明，矮行星在冥王星形成45亿年前后不久就拥有地下海洋，并且海洋可能围绕岩石核心并与其相互作用。

NASA的“新视野”号飞船揭示了冥王星最大的撞击盆Sputnik Planitia，它构成了矮行星著名的心形特征的一部分。该盆地可能隐藏着海底。

美国加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室的行星科学家詹姆斯·塔特尔·基恩说：“如果冥王星可以拥有海洋并且可能是可居住的，那么柯伊伯带中的其他生物很可能也是海洋世界，也可能是可居住的。”

如果这样的话，海洋可能在太阳系的边缘很常见，甚至可以维持生命。

Part 2. 三月地质新闻

1.微生物诱导的碳酸盐沉积过程中的Ca同位素分馏系数被测定

近年来，越来越多的研究认为，碳酸盐矿物和岩石的钙同位素组成可以作为探索过去的碳和钙循环的一种辅助工具。理解碳酸盐在沉积、成岩过程中的分馏对掌握这一工作十分重要。当微生物诱导碳酸盐矿物的沉淀时，由于细胞外聚合物的存在，矿物质生长的不同机制或微生物产生的独特的微观化学环境，钙同位素分馏可能受到不同的控制。尽管已经存在许多关于生物或非生物成因碳酸盐矿物沉淀过程中钙同位素分馏的研究，但这些研究中的沉淀过程可能会，也可能不会转化为微生物引起的碳酸盐矿物沉淀。因此，关于微生物诱导的碳酸盐沉淀过程中钙同位素分馏的实验研究与模型研究之间存在相当的差距，解释并消除这些差距仍然具有挑战性。

图为Desulfovibriot，来自Wikipedia

最近，一篇在GCA（Geochimica et Cosmochimica Acta）线上发布的研究报告了一种硫酸盐还原细菌Desulfovibrio bizertensis在纯培养环境下所产生的生物诱导碳酸钙沉淀过程中的钙同位素分馏。这些数据可以被用于探讨微生物诱导的与非生物诱导的碳酸盐沉淀过程中的区别所在，后者往往可以被很好地制约。随后再利用抗菌素调节细菌的生长，并在不同的微生物生长速率下监测溶液中δCa-44的演变。研究表明，微生物生长速度越快，碳酸盐矿物沉淀过程中的钙同位素分馏值Δ44Ca（s-f）越大，范围在-1.07‰至-0.48‰之间。这一数据可以帮助我们了解沉积成岩过程中的钙同位素分馏与微生物代谢之间的联系。

2.溶液中不同氧化态的硒之间的同位素平衡分馏和交换动力学研究

硒（Se）同位素可以用作环境古海洋学研究中的表示氧化还原状态的一种指示剂。但是，不同硒种型之间的硒同位素交换作用可能会干扰与氧化还原相关的同位素特征。本月一篇在GCA（Geochimica et Cosmochimica Acta）线上发布的工作中，报道了在各种实验条件下，水溶液中Se（IV）和Se（VI）之间的硒同位素交换反应的动力学分馏和平衡分馏。研究人员在pH = 7的溶液中进行了900天的低硒浓度实验及1547天的高硒浓度实验。所有实验均未达到同位素平衡，观察到的硒同位素分馏<0.20‰。添加电子载体（Anthraquinone-2, 6-disulfonate）不会增加同位素交换速率。这些结果表明，在所考察的实验条件下，水溶液中Se（IV）与Se（VI）之间的同位素交换反应非常缓慢。

研究中进一步使用82Se示踪剂对Se（IV）和Se（VI）之间的交换动力学进行了研究。测定在25℃，38℃和60℃下0.13 mM Se（IV）和0.13 mM Se（VI）的交换率（R）分别为 ≤ 6.34×10*(-10) M/day, ≤1.12×10*(-9) M/day 及 ≤ 1.17×10*(-9) M/day。在此基础上，研究人员假设Se（IV）和Se（VI）之间存在一阶同位素交换反应，估算了天然湖水（美国科罗拉多州的Sweitzer湖）及现代海洋中的Se（IV）和Se（VI）水溶液的最小半衰期（达到50％同位素平衡的时间）和反应至可检测到同位素交换的最小时间。这些时间尺度比硒在Sweizer湖和现代海洋的滞留时间长得多。因此，当使用硒同位素指示湖泊和海洋中硒的生物地球化学循环时，由水溶液Se（IV）-Se（VI）系统之间的同位素交换所产生的影响微不足道。

3.月球形成时或许具有极高的初始温度

月球被认为是近似于原始地球大小的物体与原始地球之间巨大撞击后形成的。然而，地球化学数据并不能很好地限制月球增生后的初始的热量状态。本月，一篇在EPSL（Earth and Planetary Science Letters）上发表的研究通过进行高温（1973-2873 K）金属硅酸盐分配实验，并模拟新生月球中月核的形成，来提供支持月球高温起源的地球化学证据。结果表明，在月核形成过程中观察到的镍（Ni）和钴(Co)的月幔亏损记录了月球形成时的极端高温(> 2600–3700 K，取决于对月核组成的假设)。

该结果为月球的大撞击起源提供了独立的地球化学支持，且指出，月球热模型应从完全熔融的月球开始。该研究结果还为高温月球分化对挥发性亲铁元素（volatile siderophile elements ,VSE）的月球地幔地球化学的影响提供了定量约束。在Ni和Co记录的极端高温下，这些元素不足以仅通过月核形成过程的亲铁性来解释它们的亏损，或许还与月球形成过程和/或其随后的岩浆海洋除气作用中的挥发损失有关。

内容链接：

[1]https://www.sciencenews.org/article/particles-axions-how-matter-conquered-universe

[2]https://www.sciencenews.org/article/starlink-spacex-satellites-amazon-oneweb-global-internet-astronomy

[3]https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.03.014

[4]https://doi.org/10.1016/j.gca.2020.03.017

[5]https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116222

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