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NASA绘制黑洞图像 迄今为止最精确黑洞图像公布

2019-09-29 14:19:27

据媒体报道,2019年4月10日,人类历史上首张黑洞照片发布,拍摄的黑洞位于M87星系的中心,这个黑洞距离地球将近5500万光年。黑洞照片公布后由于分辨率较低,图片十分模糊,只能看清一个大概的轮廓。美国当地时间9月26日,美国NASA发布了一张由计算机模拟的高分辨率新黑洞可视化图片。这张图片十分清晰的将黑洞以及黑洞周围的物质描绘出来。

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整个外围绕着黑洞旋转的,就是巨大的吸积盘(Accretion Disk),热热的、薄薄的一层,由各种高速旋转、缓慢坠向黑洞的物质、气体组成,因为强烈的碰撞、辐射而变得极为明亮。

吸积盘本来是一个正常的圆盘形状,但是因为黑洞附近光线高度扭曲,我们看到的吸积盘就变成了图中的样子。

最中间黑色的部分,不是黑洞,而只是黑洞的影子(Blackhole Shadow),约为视界(Event Horizon)的两倍。

它外边的一圈细细的光线被称为光子圈(Photon Ring),是吸积盘影像多次扭曲后形成的一个“光圈”,其中的光线往往会被黑洞扭曲两次、三次甚至更多次,才会被外界看到,而且因为太靠近黑洞而变得更暗更弱。

上方其实是吸积盘的远端,黑洞的引力场扭曲了远端的光线传播路径,使之仿佛立了起来而被我们看到。 

下方则是吸积盘远端的底部,同样是因为光线被黑洞引力场扭曲而成了这个样子,属于一种透镜效应,但是因为要从黑洞“下方”绕过,所以看起来比上方更小,也不够完整。

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如果你看过电影《星际穿越》(Interstellar),就会发现NASA的这张图看起来很熟悉,因为那部电影中的黑洞基本就是这个样子,也是史上第一次在影视作品中如此科学、(以人类所知)真实地表现黑洞,背后邀请了严谨的科学团队进行计算渲染。

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星际穿越电影中的黑洞“卡冈图萨”

黑洞是宇宙中一种吸引力非常强大的天体,它每天都在不停的吞噬周围的一切物体,连光都无法逃脱它的束缚。不久前NASA的一个系外行星巡天卫星有幸捕捉到了黑洞撕碎恒星景象,科学家将此现象称为“潮汐干扰”,这种宇宙“大屠杀”每1万至10万年才发生一次,观测非常困难。

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这个黑洞位于距离地球约3.75亿光年远的Volans星群的2MASX J07001137-6602251星系,它的质量是太阳的600万倍。

天文学家表示,在银行系大小的星系中,这种宇宙大屠杀每1万至10万年才发生一次,观测非常困难。这一现象最早在1月29日被发现,且处于“潮汐干扰”现象的初期,这也使科学家们有了更多的观测时间。整个事件的演变过程,现在被称为ASASSN-19bt,研究结果发表在9月26日的《天体物理学杂志》上。

这样罕见的事件将有助于科学家更好地去理解黑洞的不同过程,提出更多有关黑洞的新见解。

每年人体器官移植都需要大量的器官,但是目前的需求量远远要大于器官的捐献数量。在这种局面下,日本东京医科齿科大学日前宣布,该校研究人员与美国研究者合作,利用诱导多能干细胞(iPS细胞),同时培育出了肝脏、胆管和胰脏三种迷你器官。这项新的技术突破,或许意味着器官移植领域将迎来全新的突破。

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据报道,研究人员首先利用人iPS细胞分别诱导分化出前肠、中肠,再将其联结起来,随后在前肠、中肠的边界区域分化出肝脏、胆管和胰脏前体细胞,最终培养出分别约0.5毫米大的3种迷你版器官。据介绍,肝脏、胆管和胰脏3种器官在人体内是相连的,这套器官的尺寸总共只有1厘米左右,相当于受精后1个多月的人类胚胎的状态。

报道称,利用iPS细胞同时培养出相互影响的多器官组合,这在全球尚属首次。今后如能同时培养出血管等器官,培养出的器官组合则可用于器官移植。

研究团队带头人武部贵则教授说:“把这一技术应用于再生医疗尚需10年左右,我们的研究顺利的话5年后就会有很大进展,现在是一个极为重要的阶段。”

诱导性多能干细胞

诱导性多能干细胞( Induced pluripotent stem cells,PSCs)技术是指通过导入特定的转录因子将终末分化的体细胞重编程为多能性干细胞。分化的细胞在特定条件下被逆转后,恢复到全能性状态,或者形成胚胎干细胞系,或者进一步发育成新个体的过程即为细胞重编程( Cell reprogramming)。分化是基因选择性表达的结果,并没有改变遗传物质,而重编程在某种意义上就是分化的一个逆转。与经典的胚胎干细胞技术和体细胞核移植技术不同,PSCs技术不使用胚胎细胞或卵细胞,因此没有伦理学问题。此外,利用 IPSCS技术可以用病人自己的体细胞制备专有的干细胞,从而大大降低了免疫排斥反应发生的可能性。

iPSCS的岀现,在干细胞、表观遗传学以及生物医学等研究领域都引起了强烈的反响,使人们对多能性的调控机制有了突破性的新认识,进一步拉近了干细胞和临床疾病治疗的距离。 iPSCS在细胞替代性治疗以及发病机理的研究、新药筛选以及神经系统疾病、心血管疾病等临床疾病治疗等方面具有巨大的潜在价值。