#你不知道的科学那些事儿# 【延缓衰老,它们自有一套[星星]】宇宙中绝大部分恒星最终会演化成白矮星,进入衰老期。此前的研究认为,白矮星都会以相同的速度冷却寂灭。

近日,一个国际研究团队发现,存在一类新的白矮星,其衰老过程较恒星标准演化模型更缓慢。相关研究成果9月6日发表于《自然—天文学》。

恒星延缓衰老的秘诀

恒星演化理论表明,不是所有恒星都以同样的方式衰老死亡。

质量大于10倍太阳质量的恒星,一般会形成超新星爆发而结束一生。但宇宙中的绝大多数恒星(约98%)最终会演化成为白矮星,然后逐渐冷却变暗,继而衰老死亡。因此,作为最终产物的白矮星也意味着“年老的恒星”。

什么是白矮星?在恒星演化的最后阶段,外层物质迅速抛射,最后只留下曾经的“星核”,即白矮星,之后随着时间推移逐渐冷却寂灭。

“因为白矮星极为致密,无法通过引力收缩或核反应再产生能量,所以一般认为白矮星都会以相同的速度冷却。”论文第一作者、意大利博洛尼亚大学和意大利国立天体物理研究所博士研究生陈剑星告诉《中国科学报》,“我们的研究发现并不是所有的白矮星都以同样的方式冷却结束,存在一类比正常情况冷却更慢的白矮星。”2019年,毕业于北京师范大学后,陈剑星获国家留学基金委资助赴意大利博洛尼亚大学攻读博士学位。

为什么这类白矮星的冷却更慢?论文通讯作者、意大利博洛尼亚大学和意大利国立天体物理研究所教授Francesco Ferraro解释道:“这类白矮星依然存在残留的氢壳层,壳层的质量虽然很薄,大约为太阳质量的1/10000,但已经足够维持其表面的稳定核反应,从而确保其有足够的能量延缓冷却进程。”

“双胞胎星团”冷却差异

Ferraro带领国际团队开展的研究基于对两个大型恒星集团的观测:球状星团M3与M13。球状星团M3与M13在很多物理特性方面都极为相似,例如总质量、年龄和金属丰度等。所以这两个星团有时也被称作“双胞胎星团”。

研究团队利用哈勃太空望远镜(HST)的深空数据,对这两个极为相似的恒星系统进行比较研究时发现,虽然M3与M13很多地方相似,但在恒星演化接近晚期的阶段却存在较显著的区别。这也为研究白矮星存在不同的冷却过程提供了理想的研究样本。

论文作者之一、意大利国立天体物理研究所博士Mario Cadelano说:“哈勃太空望远镜对这两个球状星团提供了极佳的观测数据,无论是数据质量还是对星团中心较为完整的覆盖范围,让我们可以在恒星演化方面对M3和M13进行精确的比较。”

在对两个球状星团进行比较研究的过程中,研究团队惊讶地发现,在相同星等范围区间内,M13的白矮星的数量要明显地多于M3(M13中包含超过460颗白矮星,而M3中只有326颗)。更令人意外的是,M13包含的总体恒星的数量却比M3要少一些。也就是说,M13和M3中的白矮星冷却特征存在明显不同:M13的白矮星相较于M3而言,冷却速率更慢。

论文作者之一、阿根廷拉普拉塔国立大学教授Leandro Althaus参与构建了缓慢冷却的白矮星模型,他解释道:“氢壳层燃烧提供的能源的确延缓了白矮星的冷却过程,并产生了一类‘缓慢冷却白矮星’,其外表和普通白矮星极为相似,但冷却时间却显著不同。”

由于两类白矮星存在不同的物理机制,从而导致在观测上产生了不同的表观特征,但也引出了一个新的问题:为什么M13存在这类机制,M3却不存在呢?是什么导致了白矮星核心外围存在不同程度的残余氢包层呢?

在演化阶段寻找答案

“所有答案都可以回到白矮星之前的演化阶段寻找。”陈剑星说。

白矮星通常被认为已经结束了核反应,只存在纯粹的冷却过程,随着时间推移逐渐变冷变暗。但陈剑星等人的研究表明,纯冷却过程并不适用于所有的白矮星,而取决于其过去经历的演化阶段,一些白矮星可能依然存在其他的能量来源从而维持比普通白矮星更长的冷却时间。

陈剑星打了一个比方:“如果把白矮星比作老年人,那么其前身星所经历的演化阶段就像人的一生,有些人遇到一些‘重大的打击’耗尽所有的精力后,容易迅速衰老,无法再焕发出年轻时的活力;有些人却很幸运地避免经历类似的‘重大打击’,在他们退休安度晚年之时依然能够精神焕发。”

对于恒星来说,可以称得上“重大打击”的演化过程则是“第三次疏浚”,这是发生在即将进入白矮星演化阶段时的一类元素混合过程。此时恒星壳层的绝大多数氢由于疏浚几乎燃烧殆尽,无法再提供新的能量。但是,有一些更小质量的恒星可以跳过“疏浚”阶段,直接演化成白矮星,而此时就能保存更多的壳层氢。

由于M13中大部分恒星的质量相对低一些,从而能够跳过“疏浚”阶段。“通过将慢冷却白矮星模型与恒星演化的标准模型相结合,我们可以精确再现M3和M13的特征。因此,这一发现为我们探究低质量恒星的最终演化阶段,尤其是探究演化末期展现出的不同特征之间的关联提供了很好的机会。”论文作者之一、英国利物浦约翰摩尔斯大学教授Maurizio Salaris说。

这项研究结果也将对天文学家测量银河系恒星年龄产生直接影响。

在此之前,白矮星演化模型是可预测的冷却过程,冷却温度与恒星年龄之间有一定的关联。所以白矮星的冷却速率也被当作宇宙时钟,从而可以确定所在星团的年龄。如果白矮星壳层存在氢燃烧,那么根据之前的方法确定的恒星年龄不确定度可达10亿年。

Ferraro最后总结说:“我们此次的发现改变了目前普遍对白矮星的定义,并且打开了对恒星演化衰亡过程新的认知,为进一步探索维持氢壳层从而减缓白矮星冷却的机制。我们正对其他类似M13的球状星团进行新的研究。”https://t.cn/A6Ige1Eg

这次疫情改变了很多人的人生,有位成都的同学在法国留学,法国疫情严重,上课都是远程教学,于是疫情期间便回国,本想只是回国呆一阵儿,等待疫情好转再回去读书,连租房和行李都没有处理,结果回成都时找到了工作,于是就留着成都,不回法国继续念书,人生就是充满变数,不经意一切就变了。
很幸运的是她已经研究生课程已经修完,那些因为疫情原因耽误了学业的同学,就有点遗憾了,甚至会影响到今后的人生。#法国[超话]#

【爷孙接力:新疆哈密瓜“东游记”】哈密瓜,从新疆独有到如今遍种全国,不过四十载,其背后是中国水果产业的迅猛发展。
  四十年来,搭上现代物流与供应链发展的快车,新疆哈密瓜大批东入玉门关,彻底告别了清廷贡品难出疆的“孤独”;同时,得益于“哈密瓜之母”吴明珠院士在哈密瓜育种上的卓越贡献,这种可口的瓜果广种全国,成为今日广受国民欢迎的平价水果。
  从一域的土产,到全国的产业。诸多欢喜,亦有落寞。走下独一产区的舞台中心,今日的新疆仅为全国众多哈密瓜产区之一。
  四十年,哈密瓜起源地经历了怎样的产业变迁,眼下又当如何找准自己的定位,从环伺的竞争中突围?在一对维吾尔族爷孙俩接力卖瓜的故事上,我们或许能找到答案。
  难东进的“贡品”
  1982年7月的一天。马合木提•买提热木赶着毛驴车2个小时从村里到了县城,又换上绿皮火车,从新疆吐鲁番鄯善县赶往广州市,花费了近一周的时间。
  三十来岁的马合木提用“人肉”带货的方式,将一颗千挑万选的哈密瓜,从家乡一路“摇摆”背到了广州。
  100个小时的颠簸。到广州当晚,马合木提•买提热木和朋友们分享了这个瓜。有人是第一次吃到哈密瓜。
  从此以后,那颗瓜的甜蜜,常被他的朋友们挂念。每次见面他们都问,“什么时候回新疆?从新疆返程时告诉我,我去火车站接你!”
  对于朋友们来说,马合木提•买提热木再来广州的那天,是吃到新疆哈密瓜的良机。
  那个时候,马合木提•买提热木初到广州不长。回到新疆进货,只要条件容许,他总会跨越4000多公里,历尽千辛万苦从从新疆带回哈密瓜。对于淳朴的马合木提•买提热木来说,这是他对朋友最诚挚的表达。当时广州销售哈密瓜的极少,价格昂贵。有人说,一颗哈密瓜,是最顶级的美味。
  坐在毛驴车上颠簸前往县城的马合木提•买提热木常想,哈密瓜这么受欢迎,怎么才能卖出新疆,卖到广州、上海、北京等大城市去?
  吐鲁番鄯善县大多数农户种植的经济作物,都是哈密瓜和葡萄。葡萄可以晾晒成葡萄干,但哈密瓜是鲜食农产品。八十年代的新疆基础交通物流设施存在很多短板,长距离运输哈密瓜,货损严重。
  当时农户埋头种地,哈密瓜、葡萄、葡萄干等农产品,几乎全部交给外省来的收购商。
  马合木提•买提热木记得,因为语言不通,时常出现当地农户与外省供应商对接不畅的情况。哈密瓜是时令水果,一旦熟透,就意味着贱卖,或烂到地里,种植户苦不堪言。
  进入1990年代,马合木提•买提热木的生意越做越大。他给福利事业捐赠资金和物资、捐助贫困学生、帮助贫困农户脱贫致富,自己先后担任自治区人大代表、吐鲁番市人大代表,荣获全国劳动模范等称号。
  1994年,马合木提•买提热木成立了干鲜果品销售公司。日子越过越好,他依旧没有忘记家乡的哈密瓜。
  在葡萄干生意日益红火的同时,他开始逐步通过铁路冷藏车,把哈密瓜卖到东部省区市。
  马合木提•买提热木在鄯善收哈密瓜时,瓜农们赶着毛驴车,从四面八方奔涌而来。看到瓜农把瓜卸下、清点、装车,从自己手里把钱接过去,对自己连声说“热合麦特”(维吾尔语“谢谢”的发音)时,马合木提•买提热木心里别提多高兴。
  马合木提•买提热木至今还记得,最辉煌时,一整个哈密瓜成熟季(6-9月),他从吐鲁番鄯善运了20多车瓜到广州。近300吨,当时是震动业内的大手笔。
  如今,马合木提•买提热木年过古稀,生意早已交给儿子阿不都•买合木提。葡萄干生意越做越红火,但老人心里觉得,真正继承了自己心愿的,还是心尖上最了解自己的长孙,阿地力江•阿卜杜力。
  留日归来助瓜东游
  2021年5月,留学日本的阿地力江•阿卜杜力毕业。毫无停顿,第二天他就被“勒令”坐上了回国的航班。
  回新疆的第二天,他发现爷爷已租好了办公室。老人的要求很明确,把从日本带回来的生意经,用好。
  “爷爷给我说过,在国外学会了本事,一定要回到家乡,这里是我的根。这句话我越长大,理解的越深刻。”阿地力江•阿卜杜力说。
  “刚到日本,还不到18岁,真不想那么快回去。但随着自己在日本看到的越多,就越想回国,回新疆,回吐鲁番。”
  阿地力江•阿卜杜力至今记得那一幕的震撼。2019年初到日本时,在超市里看到一颗4斤左右的哈密瓜,一看价格,竟然高达1000多元人民币,“惊呆了!”。
  瓜外观齐整,近乎完美,瓜与瓜更近乎一摸一样。
  阿地力江•阿卜杜力当然不想仅仅当个“吃瓜群众“,他想要有自己的哈密瓜品牌,有自己的经营模式。
  2020年3月,阿地力江•阿卜杜力和叔叔艾可热木•买合木提合作,在拼多多开了一家名叫“爱客达”的鲜果店铺。阿地力江•阿卜杜力在日本远程负责店铺运营,叔叔在新疆负责采购发货,俩人通过ERP分工合作。
  业绩让人意外。“爱客达”鲜果店铺从2020年起开始销售哈密瓜,仅一个单品,就成为2020年度拼多多平台哈密瓜销售TOP3商家,日发货平均6000单左右。每天,30多吨哈密瓜乘坐顺丰速运的货运航班,飞往全国消费者手中。
  一下子就卖爆了!阿地力江•阿卜杜力的“爱客达”,仅10天的发货量就超过了爷爷马合木提•买提热木最辉煌时一整季的发货量!
  在吐鲁番鄯善盆地,夏天来的早。哈密瓜的成熟时间,从吐鲁番鄯善开始,途径托克逊、103团、105团、呼图壁县、玛纳斯县、沙湾县、阿勒泰,一路向北,地域分散。
  由于新疆地域面积大,从乌鲁木齐发出的快递相较于新疆其他城市要快24-48小时,为了保证消费者品尝到更新鲜的哈密瓜,阿地力江•阿卜杜力和叔叔经过仔细考察,决定把店铺中转仓设在乌鲁木齐。
  阿地力江介绍,在其拼多多店铺的顾客里,长三角和珠三角顾客居多,每年6月份哈密瓜眼见成熟之际,就不断有老顾客跟店铺客服了解哈密瓜销售情况。今年4月2日,爱客达店铺开启哈密瓜预售,24天,7200多名顾客提前下单预定,其中80%都是去年购买过的老顾客。
  “过去唐僧从长安出发,途径吐鲁番西行,如今哈密瓜从新疆吐鲁番出发,穿越整个中国,走出了哈密瓜的东游记。”年轻的阿地力江•阿卜杜力雄心勃勃,“东游到北上广深不是我的最终目标,我还要让哈密瓜借不断发展的拼多多继续东游出海,到日本、东南亚。”
  每天下午,阿地力江•阿卜杜力通过拼多多平台的销售及当日访客情况,预估出第二天货量,给在瓜田一线采收的艾可热木•买合木提订单。
  当晚,艾可热木•买合木提再把订单给到各个合作社。第二天一早,合作社社员进行甄选精品哈密瓜,当天中午,新瓜就能运至乌鲁木齐中转仓。
  8月4日中午12点多,阿地力江•阿卜杜力收到了来自广州市石女士30多元的订单:一箱10斤重的精品哈密瓜。
  在广州商超,这箱哈密瓜的售价在60-80元。
  阿地力江•阿卜杜力通过ERP系统,将订单推送至中转仓,仓库里的打包员和质检员分工,用5层厚的彩色瓦楞纸箱和2cm超厚的网套对哈密瓜进行打包并质检,保证发出去的每一颗哈密瓜都能完好无损地送到顾客手里。
  当天下午17点左右,顺丰的货车从乌鲁木齐中转仓将数千件哈密瓜转运至乌鲁木齐地窝堡国际机场货运中心。最长不超过48小时,每一位像石女士一样的顾客就能收到这箱在拼多多选购的哈密瓜了。而这距离哈密瓜从地里摘出,不超过60个小时。
  这样的包裹,阿地力江•阿卜杜力每天要发出6000单左右。
  “其实不是我做的好,而是新疆的哈密瓜太甜了。”阿地力江•阿卜杜力笑着说。
  电商校准新疆瓜的新定位
  新疆是“瓜果之乡”,哈密瓜、葡萄、香梨享誉全国。得益于近年来国家对新疆基础交通设施的大投入,新疆的优质农产品源源不断出疆,快速抵达北京、上海、沈阳、武汉、郑州、广东……
  因为有充足的日照、昼夜温差大,使得新疆的哈密瓜品质优于很多省份种植出来的哈密瓜。但好货难求,其他省市的消费者要么难以买到“made in 新疆”的正品农货,要么买得很昂贵,价格甚至赶上进口水果。
  为打通新疆优质生鲜农产品与全国大市场的市场堵点,拼多多“百亿补贴”频道筛选平台上原产地直发、消费者评分较高的新疆农产品,将其纳入补贴范围,通过流量倾斜,将新疆农产品重点推介给平台逾8亿消费者。
  用补贴降低消费者的决策门槛。这一方式取得奇效。
  2019年至2020年期间,拼多多平台上,一大批新疆特色水果的线上销售出现历史突破。
  过去难出远门的新疆鲜果,如伽师瓜、沙瓤西红柿、新鲜无花果等,如今基本都可以通过新电商平台,实现48小时送达全国。
  拼多多“百亿补贴”频道负责人表示,新疆农产品深受消费者喜爱,未来拼多多将会继续用真金白银的补贴助力更多种类的新疆农产品上行,让更多的消费者买到物美价平的“新疆礼物”。
  新疆数字经济研究院陈兵教授感叹,过去都说农业是最传统的产业,农民们手拿锄头,面朝黄土背朝天日复一日的在辛勤耕作,年轻人千方百计想“离土进城”。如今,年轻的学生们毕业后纷纷走入田间地头,拿起手机,一面通过新科技选种、种植,喷药,一面通过新电商开店、直播、卖货,“农业这个传统创业,真的要被新电商改变了”。

  图1:凌晨5点,在新疆生产建设兵团第六师一零五团,与阿地力江•阿卜杜力合作的合作社员已经开始了一天的工作,他们正在把哈密瓜从瓜藤上剪下来。周杭|摄
  图2:早上10点,吃完早饭,爷爷马合木提•买提热木又拿出老相册,给孙子阿地力江•阿卜杜力讲过去他做哈密瓜生意时的趣事。周杭|摄
  图3:早上11点,阿地力江•阿卜杜力来到办公室,与小伙伴们一起在拼多多平台直播销售哈密瓜,香甜的哈密瓜经常受到消费者点赞。周杭|摄
  图4:中午12点,阿地力江•阿卜杜力的冷藏车就已经开到位于105团的哈密瓜地里,等待采摘的哈密瓜装车。周杭|摄
  图5:中午13点,为了保证哈密瓜在地头到中转仓的运输完整性,与阿地力江•阿卜杜力合作的合作社员们正在把哈密瓜装进中转箱,防止磕碰和暴晒。周杭|摄
  图6:下午17点,顺丰速递将打包好的哈密瓜从中转冷库陆续发出,大约6个小时后,哈密瓜就将乘顺丰速运的全货机飞往全国各地。周杭|摄


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