新疆天文台博士研究生李琳及所在脉冲星研究团队,利用星风模型解释了间歇脉冲星的自转减慢行为,该研究成果已发表在ApJ2014,788,16)杂志上。 

  间歇脉冲星是一类“兼职的”射电脉冲星,它们的射电辐射表现为两种状态:on-state(射电噪的状态,即可以观测到射电辐射)和off-state(射电宁静的状态,即观测不到射电辐射)。长期的到达时间观测显示,在on-state时它们的自转减慢率比在off-state时要高,那么意味着在on-state时有额外的粒子流成分提供了制动力矩,这为星风在脉冲星自转减慢中发挥的重要作用提供了很好的证据。 

  李琳及所在研究团队将脉冲星的星风模型应用于间歇脉冲星 PSR B1931+24PSR J18410500 PSR J1832+0029 的自转减慢研究中。在脉冲星的星风模型中,加速粒子的密度常取为Goldreich-Julian 密度,这样的假设可以满足间歇脉冲星在所有的on-state时的稳定性,对于间歇脉冲星PSR B1931+24,研究人员获得了星风粒子的活跃占空比,这与on-state的活跃占空比的结果一致;同时,研究人员计算出3颗间歇脉冲星在不同星风模型中对应的磁场和磁倾角,同时预言相应的制动指数。这项工作是对间歇脉冲星磁倾角和制动指数的预言,可以接受未来观测的检验,这将有助于区分脉冲星磁层模型及相应的粒子加速效应,为理解脉冲星的磁层提供更强的约束条件。 

 新疆天文台副研究员唐建飞博士,根据太阳射电V型爆发与III型爆发的相关性,用电子回旋脉泽辐射机制,解释了射电V型爆发的一些观测特征。该研究成果已发表在ApJ2013,779,83)杂志上。 

  太阳射电V型爆发与III型爆发密切相关,通常跟随在III型爆发或III型爆发群之后。与III型爆发相比,V型爆发的持续时间长(几十到几百秒)、带宽大(100MHz以上)、圆偏振度低而且常常与III型爆发的偏振相反。另一方面,它们具有近似相等的源高度,且源高度都随频率的减小而增加。 

  研究人员根据太阳射电V型爆发和III型爆发的这些观测特征,认为产生III型爆发和V型爆发的高能电子起源于同一个加速区,被加速的高能电子,一部分沿着开放的磁力线向上运动,由于电子回旋脉泽不稳定性产生了III型射电辐射。另一部分高能电子则被闭合的磁力线捕获,电子在这样一个磁环中运动,激发了电子回旋脉泽不稳定性,从而产生射电V型爆发。 

  紫金山天文台和国家天文台相关研究人员参与了此项研究工作。

生命学院陆忠兵课题组和美国明尼苏达大学大学合作,利用GCN2基因敲除小鼠对其在心衰模型中的作用进行了研究,发现敲除GCN2可以提高心脏功能,降低氧化应激、细胞自噬和细胞凋亡。进一步研究发现,GCN2敲除可以选择性提高抗凋亡蛋白Bcl-2的表达,抑制氧化应激诱导的细胞凋亡。相关研究工作2014年1月发表在 Hypertension(63(1):128-35),国科大生命学院为第一单位。另一项关于降糖药二甲双胍(METFORMIN)对心力衰竭的保护机制研究近期也发表于 Hypertension(63(4):723-8),提出了METFORMIN可以通过不依赖于AMPKα的途径对衰竭心脏进行保护的新观点。

尽管天文学家们对宇宙中的众多星系有着详细的研究,但对于我们居住的银河系却一直不能窥其全貌。银河系是一个由星系盘,中心核球,以及暗物质晕组成的旋涡星系。此前,中科院上海天文台的沈俊太研究员利用高精度多体模拟已经证实了银河系的核球其实主要是侧面看到的银河系的棒,并且发现银河系可能并不包含一个显著的由星系并合而形成的经典核球。最近,斯隆数字巡天三期项目(SDSS-III)的APOGEE预观测项目宣布在银河系核球区探测到了一个占相当比例(~10%)的高速恒星冷峰(cold high-V peak);其视向速度约为200 km/s,速度弥散约30 km/s(Nidever et al. 2012, ApJL)。作为APOGEE项目的首篇科学结果论文,其主要结论认为该现象反映了银河系棒内部恒星的径向流。最近,中国科学院上海天文台的沈俊太团组利用银河系棒/核球的数值模型检验了APOGEE预观测的结果,质疑APOGEE团队关于高视向速度恒星冷流起源的结论,并且做出了更为合理的新解释。该项科研成果已经以通讯快报的形式正式发表在最新一期的国际核心期刊《天体物理杂志》(ApJL)上。

这项工作由中科院上海天文台的李兆聿助理研究员与沈俊太研究员、国家天文台的毛淑德研究员,及美国加州大学洛杉矶分校和德国莱布尼兹研究所的科研人员合作完成。通过分析多个银河系自洽动力学模型,该科研团队详细研究了模型中棒结构的动力学特征,并与观测进行了比较。与APOGEE的解释不同,该团队发现即便由于棒的存在,核球区恒星的视向速度分布并不表现出一个单独的高速冷峰。然而,核球区视向速度分布确实存在一个延展的高速成分。棒中恒星的运动能够清晰地在距离—速度图上呈现出来。通过对距离—速度图的分析,他们发现这些高速粒子的存在可以简单地利用几何学来解释:运动轨道与视线方向相切的那些粒子更容易产生较高的视向速度,并因为在切点附近粒子数密度最高而主导视向速度分布,而且切点的位置与距离—速度图中显示的结果一致。“核球高速星的存在其实并不直接反映棒结构内部恒星的运动,一个无棒的纯盘模拟也会有类似的观测现象。” 沈俊太表示,“对银河系棒结构特征的研究无疑需要考虑恒星距离和运动学的多维参数分布,而不能仅仅通过视向速度的一维分布,否则很容易得到错误的结论。另外,我们也在积极和其他国际观测学者合作,重新审视APOGEE预观测数据得到的高速峰是否真实存在。”

随着国内外众多银河系巡天项目的开展(如Gaia、LAMOST和APOGEE等),银河系研究即将迈入“大数据”时代。利用丰富的观测数据,中国科学院的星系动力学团队将继续深入开展数值模拟与观测的比较工作,从更多的角度来研究银河系不同结构的动力学特征,从而对银河系结构及其形成与演化做出更深刻的理解。

(论文详见 Li et al., 2014, ApJL, 785, L17)

儿童室管膜瘤基因组分析
 
在本期《自然》上,两个小组发表了对室管膜瘤所作的独立基因组分析。室管膜瘤是在整个神经系统中出现的一种肿瘤,但在儿童后脑中最常见。Mack等人在47个后脑室管膜瘤中发现总体突变率较低,且没有显著的频发突变。但“后窝Group B肿瘤”(主要在婴儿中出现的一个子类,预后较差)因一个CpG孤岛甲基剂表现型而显得与众不同。这个子类被发现对以表观遗传修饰为目标的各种不同化合物较敏感,其中包括在小鼠异种移植模型中有效果的一种EZH2抑制药物。Parker等人在大约70%的“幕上瘤”中发现了C11orf95 RELA融合基因,但没有在其他室管膜瘤子类中发现。基因融合是通过“染色体碎裂”发生的,导致可结构性激发NF-kB信号作用的一种融合蛋白的表达。在一个小鼠模型中,C11orf95 RELA在神经干细胞中的表达导致脑瘤的形成。这些发现说明NF-kB信号作用对这种类型的室管膜瘤患者是一个可能的治疗目标。
 
克罗恩氏病遗传原因
 
自噬基因ATG16L1中的Thr 300-to-Ala (T300A)多态性已被发现是克罗恩氏病(一种慢性肠道炎症,目前正成为工业化国家一个较大的健康问题)的一个显著的易感因子。这项研究显示,Thr 300位于人ATG16L内一个“半胱天冬酶解理点”的P1′位置,在那里它能提高ATG16L1对由“半胱天冬酶-3”介导的解理的敏感性。这会降低对响应于代谢应激或死亡受体刺激而发生的自噬作用的诱导,导致炎性细胞因子分泌的增加。这些发现提出这样一个可能性:“半胱天冬酶-3”激活通道的治疗性抑制也许能恢复自噬作用和肠道动态平衡——部分是通过稳定ATG16L1来发挥这种作用。
 
科学家发现一颗非铁恒星
 
这项研究描述了在持续进行中的SkyMapper Southern Sky Survey中所发现的一个引人注目的恒星。被称为SMSS 0313 6708的这个恒星的光谱显示它没有可以检测得到的铁,这说明它的铁含量至少要比以前所知含铁量最低恒星低30倍。作者的结论是,这个恒星的化学组成带有原始质量约为太阳质量60倍的一颗超新星的爆炸印记。与四个以前发现的低金属恒星(这里所说的“金属”是指任何一种比氦重的元素)所作比较表明,低能超新星在早期宇宙中也许是普遍的,这种超新星产生了铁含量不高的轻元素富集。这些低铁恒星也许能让人们有机会一瞥宇宙再电离和早期星系的化学演变等过程。
 
科学家以前所未有精度确定电子质量
 
电子的原子质量是基础物理学的一个关键参数。精确确定电子的原子质量是一个挑战,因为这个质量非常低。Sven Sturm及同事报告了以原子单位对电子质量所作的一个新的确定结果。
 
他们测定了与一个参照离子(碳-12的一个裸核)相结合的一个电子的磁矩。采用最新量子电动力学理论对所获结果加以分析,产生一个质量值,其精度超过当前文献值一个数量级以上。
 
从森林排放到气溶胶形成
 
森林向大气中排放大量挥发性有机物。森林排放的挥发性有机物的可凝结氧化产物能形成二次有机气溶胶,后者能通过散射太阳辐射和充当云凝结核来影响地球的辐射平衡。但我们对源于生物的挥发性有机物与它们向气溶胶颗粒的转化之间联系的认识仍然有限。
 
这项研究显示,一个直接反应通道能导致从挥发性有机物向低挥发性蒸气的转变,后者随后会凝结到气溶胶表面上,产生二次有机气溶胶,并会显著增强林地上空气溶胶颗粒的形成和增长。
 
SpmX基因决定细菌形状
 
在新研究中,Yves Brun及同事发现Caulobacter和Asticcacaulis sp.两种细菌的SpmX基因(它编码溶菌酶家族的定域化因子SpmX)是对细胞形态有重要影响的一个发育调控因子。SpmX决定向细胞被膜的柄状延伸的位置是在两极还是在两侧,而这两个位置分别是Caulobacter和 Asticcacaulis的特点。系统发生分析显示,SpmX一个特定区域的逐步演变导致一个新功能的获得和这一蛋白的定位,从而驱动“柄位置”的依次转变。
 
标绘酵母基因差异
 
很多DNA变体通过改变一个或几个基因的表达水平来影响表现型。这篇论文介绍了一个新的eQTL标绘方法,它设计用来克服现有方法的局限性(现有方法所关注的是RNA或蛋白丰度)。作者发现,对一个给定的基因来说,在影响mRNA和蛋白丰度的等位基因(位点)之间存在密切对应关系,同时他们也识别出了影响多个蛋白的热点位置——后者对基因调控网络有深远影响。
 
《中国科学报》 (2014-03-18 第2版 国际)