揭开神秘的面纱：超大质量黑洞是如何变得如此巨大的？

摘要：宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组通过整合 X 射线数据和星系形成模拟，加深了我们对超大质量黑洞成长的理解。他们的研究结果表明，黑洞的增长主要是由吸积驱动的，而合并则是次要的，尤其是在宇宙早期。这些发现有助于解释黑洞在宇宙年轻阶段的快速增长。 研究人员结合X射线勘测和超级计算机模拟，追踪了120亿年的宇宙黑洞成长过程。他们的研究结果表明，黑洞的增长主要是由吸积驱动的，而兼并则起次要作用，尤其是在宇宙早期。这些发现有助于解释黑洞在宇宙年轻阶段的快速增长。 超大质量黑洞是如何获得超大质量的？通过将最前沿的 X 射线观测与最先进的超级计算机模拟相结合，研究人员对星系中心发现的超大质量黑洞的成长过程进行了迄今为止最好的建模。利用这种混合方法，宾夕法尼亚州立大学天文学家领导的研究小组得出了黑洞在 120 亿年中生长的完整图景，从宇宙诞生之初的大约 18 亿年到现在的 138 亿年。这项研究包括两篇论文，一篇发表在2024年4月的《天体物理学杂志》上，另一篇尚未发表，将提交给同一杂志。研究成果将在6月9日至6月13日在威斯康星州麦迪逊市莫诺纳露台会议中心举行的美国天文学会第244届会议上公布。该成果在新闻发布会上进行了专题介绍，新闻发布会进行了现场直播，现在就可以观看：论文第一作者、宾夕法尼亚州立大学研究生邹凡（音译）说："星系中心的超大质量黑洞的质量是太阳质量的数百万到数十亿倍。它们是如何变成这样的怪物的？这是天文学家几十年来一直在研究的问题，但一直难以可靠地追踪黑洞生长的所有方式。"超大质量黑洞主要通过两种途径生长。它们消耗宿主星系中的冷气体--这个过程被称为吸积--当星系碰撞时，它们会与其他超大质量黑洞合并。 "在吞噬宿主星系气体的过程中，黑洞会放射出强烈的X射线，这是追踪黑洞吸积增长的关键，"研究小组负责人、宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学埃伯利家族讲座教授兼物理学教授W. Niel Brandt说。"我们利用有史以来发射到太空的三个最强大的 X 射线设施 20 多年来积累的 X 射线巡天数据测量了吸积驱动的增长。"研究小组使用了来自美国宇航局钱德拉X射线天文台、欧洲航天局的X射线多镜任务-牛顿（XMM-Newton）和马克斯-普朗克地外物理研究所的eROSITA望远镜的补充数据。总共测量了包含 8000 多个快速增长黑洞的 130 万个星系样本中的吸积驱动增长。研究人员将迄今为止发射到太空的最强大 X 射线设施的 X 射线观测结果与超级计算机模拟的星系在宇宙历史中的堆积过程相结合，为星系中心发现的超大质量黑洞的生长提供了迄今为止最好的模型。左侧是结合 X 射线（蓝色）和光学（红、绿、蓝）观测结果的图像，右侧是利用 IllustrisTNG 进行宇宙学模拟后得到的模拟气体柱密度。观测到的 X 射线辐射主要来自吸积超大质量黑洞，如插图所示。图中短边的长度与天空中满月的表面大小相同。资料来源：F.Zou (Penn State) et al：观测：XMM-SERVS 协作组；模拟：TNG 协作组；插图：XMM-SERVS 协作组：插图：Nahks TrEhnl（宾夕法尼亚州立大学）Zou说："我们样本中的所有星系和黑洞在多个波长上都有非常好的特征，在红外、光学、紫外和X射线波段都有极好的测量。数据显示，在所有宇宙纪元，质量更大的星系通过吸积黑洞的速度更快。凭借高质量的数据，我们能够比过去的研究更好地量化这一重要现象。"超大质量黑洞增长的第二种方式是通过合并，即两个超大质量黑洞碰撞并合并在一起，形成一个质量更大的黑洞。为了追踪合并后的增长，研究小组使用了IllustrisTNG，这是一套超级计算机模拟，模拟了从宇宙大爆炸后不久到现在的星系形成、演化和合并过程。Brandt说："在我们的混合方法中，我们将观测到的吸积增长与模拟的合并增长结合起来，重现了超大质量黑洞的增长历史。我们相信，通过这种新方法，我们已经绘制出了迄今为止最真实的超大质量黑洞成长图景。 "研究人员发现，在大多数情况下，吸积主导了黑洞的增长。合并起了显著的辅助作用，尤其是在过去 50 亿年的宇宙时间里，对于最大规模的黑洞而言。总的来说，在宇宙年轻的时候，所有质量的超大质量黑洞的增长速度都要快得多。正因为如此，到 70 亿年前，超大质量黑洞的总数几乎已经定型，而在宇宙早期，许多新的黑洞还在不断涌现。"通过我们的方法，我们可以追踪局域宇宙中的中心黑洞最有可能是如何随着宇宙时间的推移而增长的，"Zou说。"举例来说，我们考虑了银河系中心超大质量黑洞的成长过程，它的质量为 400 万太阳质量。我们的研究结果表明，我们银河系的黑洞很可能是在宇宙时间相对较晚的时候才成长起来的。"编译自/scitechdaily 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435743.htm

韩国一停运核电站乏燃料池储存水泄漏入海

摘要：韩国原子能安全委员会当地时间22日通报称，当天凌晨，位于庆尚北道庆州市的月城核电站4号机组乏燃料储存池出现泄漏，约2.3吨储存水通过排水口泄漏入海。韩国原子能安全委员会表示，韩国水电与核电公司当地时间22日凌晨4时34分左右接到报告称，月城核电站4号机组乏燃料储存池的水位降低。 韩国水电与核电公司随即采取了切断阀门等措施，并根据乏燃料储存池水位减少等相关状况，推测储存水的泄漏量约为2.3吨。韩国原子能安全委员会相关人士表示，已经采集了附近区域的海水，对环境影响进行精密评估，并将尽快公布评估结果以及后续安全措施等。月城核电站4号机组从今年4月20日开始停止运行，目前正在进行预防性整顿工作。（总台记者 张昀） 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435742.htm

特斯拉今年裁员比例已超14% 马斯克全员信还透露一个信息

摘要：今年4月，特斯拉CEO马斯克宣布将进行大幅裁员，裁员比例超过10%。不过根据第一财经记者了解到的情况，这一裁员比例可能会高达20%。特斯拉今年以来的裁员比例仍在不断扩大。最新内部文件显示，该公司目前员工人数约为12.1万名，这较去年年底该公司超过14万名员工数量削减超过14%。 今年4月，特斯拉CEO马斯克宣布将进行大幅裁员，裁员比例超过10%。不过根据第一财经记者了解到的情况，这一裁员比例可能会高达20%。在裁员的同时，马斯克还称要奖励表现出色的员工。6月17日，马斯克在一封发给全体员工的邮件中表示，特斯拉将在未来几周为表现出色的员工提供股票期权，奖励为公司做出杰出贡献的人。知情人士向第一财经记者透露，特斯拉此前虽然暂停过基于绩效的股权奖励，但已于近期重启期权奖励计划。今年以来，特斯拉股价累计下跌约27%，不过近几个月来股价有回升的态势。券商韦德布什分析师艾夫斯（Dan Ives）认为，特斯拉是一家目前股价被严重低估的AI公司。在今年第一季度财报发布会上，马斯克曾表示，特斯拉在经历了自2019年以来的“长期繁荣”后，劳动力过剩率（inefficiency level）可能已经达到25%至30%。他还称，虽然近几年来特斯拉也一直在调整人员，但要进入下一阶段的增长，就必须进行更为彻底的重组。根据特斯拉公布的数据，该公司今年第一季度汽车交付量同比下降8.5%。特斯拉预计，2024年销量增长率可能明显低于2023年的增长率。特斯拉财报显示，今年第一季度，该公司收入大降9%，创12年来最大降幅。今年4月29日，马斯克宣布将特斯拉超级充电团队负责人丽贝卡·蒂努奇（Rebecca Tinucci）和新产品负责人丹尼尔·何（Daniel Ho）及其整个团队裁撤，涉及约500名员工，但公司上个月又重新聘回了其中一些员工。一些特斯拉员工担心，如果第二季度的业绩继续下滑，那么马斯克可能会加大裁员力度。特斯拉预计将在7月第一周发布第二季度的生产和交付数据。近日，马斯克向投资者承诺，公司将很快发布新的“总体规划”Tesla Master Plan 4。马斯克称，该计划将会是“史诗级”的。特斯拉正在积极购买人工智能芯片，以训练其自动驾驶大模型。本月早些时候，马斯克称，特斯拉今年可能将花费30亿至40亿美元购买英伟达芯片硬件。在近期的股东大会上，马斯克还称，将于2025年开始“限量生产”Optimus（擎天柱）人形机器人，并于明年在特斯拉工厂里测试仿人机器人。他表示，人形机器人将成为工业主力，数量将超越人类，预计达到100亿台至200亿台。此外，特斯拉预计还将于8月8日公布其“专用机器人出租车”的设计。马斯克还承诺将为特斯拉建造一个价值5亿美元的超级计算机系统Dojo，这将帮助特斯拉发展用于机器人和自动驾驶汽车的计算机视觉技术以及大模型。在上一季度的财报会议上，马斯克表示特斯拉计划在2025年之前开始生产新车型，其中也包括更廉价的电动车。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435740.htm

《暗黑4》是XGP发行成绩最好游戏 Xbox独占游戏不会消失

摘要：由于《暗黑破坏神4》在XGP上的表现非常出色，微软感到很高兴。近日微软Xbox游戏工作室负责人马特・布蒂(Matt Booty)表示，就用户在游戏中花费的时长而言，《暗黑4》是XGP史上发行成绩最好的游戏。 《暗黑破坏神4》于今年3月28日正式加入XGP。马特・布蒂表示：“基于游戏时长计算，《暗黑4》是XGP史上发行成绩最好的游戏。前10天用户的游戏时长超过1000万小时”。之前微软首席执行官萨提亚·纳德拉(Satya Nadella)曾表示，《暗黑4》在发行当天就推动了XGP订阅量。此外马特・布蒂表示，Xbox独占游戏不会消失，未来会有更多独占游戏上线。微软始终把玩家放在第一位，希望消除障碍并将不同设备上的玩家聚集在一起。这种策略不仅改善了所有人的游戏体验，还有助于建立一个包容、广泛的游戏社会。马特・布蒂强调，推广跨平台游戏和推出独占游戏不冲突。他们会在未来推出更多Xbox独占游戏，限时一段时间后会向PlayStation等其它平台开放。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435741.htm

科学家利用CRISPR改变甘蔗叶片角度 使其变成超级作物

摘要：佛罗里达大学的研究人员利用 CRISPR/Cas9 技术改造了甘蔗的叶片角度，显著提高了甘蔗的阳光捕获量和生物质产量。在编辑甘蔗复杂的多倍体基因组方面取得的这一突破标志着作物改良和生物燃料生产领域的重大进展。研究人员利用 CRISPR 基因编辑技术优化了甘蔗的叶片角度，提高了甘蔗对阳光的吸收能力。 甘蔗是全球生物质产量最高的作物，占全球糖产量的 80% 和生物燃料产量的 40%。其巨大的体积和对水和光的最佳利用，使其成为生产创新型可再生生物产品和生物燃料的理想来源。然而，甘蔗作为Saccharum officinarum和Saccharum spontaneum 的杂交种，其基因组是所有作物中最复杂的。这种复杂性意味着通过传统育种方法改良甘蔗具有挑战性。正因为如此，研究人员转而使用基因编辑工具，如 CRISPR/Cas9 系统，来精确地针对甘蔗基因组进行改良。埃莉诺-布兰特（Eleanor Brant）收集叶片样本，用于基因编辑甘蔗的分子分析。图片来源：Charles Keato佛罗里达大学先进生物能源和生物产品创新中心（CABBI）的一个研究小组在《植物生物技术期刊》上发表的新论文中，利用这种遗传复杂性的优势，使用 CRISPR/Cas9 系统对甘蔗的叶片角度进行了微调。这些基因调整使甘蔗能够捕捉到更多的阳光，从而增加了生物质的产量。这项工作支持能源部资助的 CABBI 生物能源研究中心的"植物即工厂"方法及其原料生产研究的主要目标--直接在甘蔗等植物的茎中合成生物燃料、生物产品和高价值分子。甘蔗基因组的复杂性部分归因于其高度冗余性：它的每个基因都有多个拷贝。因此，甘蔗植株表现出的表型通常取决于某个基因多个拷贝的累积表达。CRISPR/Cas9 系统非常适合完成这项任务，因为它可以一次性编辑一个基因的几个或多个拷贝。Baskaran Kannan 在田间评估基因编辑甘蔗。图片来源：Uzair Khan这项研究的重点是LIGULELESS1（即LG1），该基因在决定甘蔗叶片角度方面发挥着重要作用。叶片角度反过来又决定了植物能捕获多少光，而这对生物量的生产至关重要。由于甘蔗的高度冗余基因组包含 40 个LG1 基因拷贝，研究人员能够通过编辑不同数量的LG1基因拷贝对叶片角度进行微调，从而根据编辑LG1基因拷贝的数量产生略微不同的叶片角度。"在一些经过LG1编辑的甘蔗中，我们只是突变了几个拷贝，"研究小组负责人、佛罗里达大学农学教授 Fredy Altpeter 说。"通过这样做，我们能够调整叶片结构，直到找到能提高生物量产量的最佳角度"。实地试验结果及对未来的影响当研究人员在田间试验中种植甘蔗时，他们发现直立的叶片表型可以让更多的光线穿透冠层，从而提高了生物量产量。其中一个甘蔗品系的LG1拷贝数约为12%，叶片倾斜角度减少了56%，干生物量产量却增加了18%。通过优化甘蔗以捕捉更多光照，这些基因编辑可以提高生物量产量，而无需在田间添加更多肥料。除此之外，加深对复杂遗传学和基因组编辑的理解，有助于研究人员改进作物改良方法。Altpeter说："这是第一篇描述CRISPR编辑甘蔗田间试验的同行评审出版物。这项工作也为编辑多倍体作物基因组提供了独特的机会，研究人员可以对特定性状进行微调。"编译来源：ScitechDaily 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435739.htm

一种新型电化学方法可从废钢中提取铜等污染物

摘要：多伦多大学工程系的研究人员开发出了一种新型钢铁回收技术，可帮助各制造部门实现脱碳，并促进循环型钢铁经济的发展。Jaesuk (Jay) Paeng、William Judge 和 Gisele Azimi 教授合著的《资源、保护与回收》（Resources, Conservation & Recycling）杂志最近发表的一项研究详细介绍了这种方法。 它引入了一种用于电精炼的创新型氧化硫电解液，这是一种从钢水中去除铜和碳杂质的替代方法。该工艺还会产生液态铁和硫作为副产品。阿齐米说："我们的研究是首次报道用电化学方法去除钢中的铜，并将杂质降至合金水平以下。"目前，仅有 25% 的钢材来自回收材料。但随着世界各国政府努力实现净零排放目标，预计未来二十年全球对绿色钢材的需求将不断增长。钢铁是通过铁矿石与焦炭（煤的一种制备形式）反应生成碳源，并将氧气吹入生成的金属中而制成的。目前的标准工艺每生产一吨钢就会产生近两吨二氧化碳，使钢铁生产成为制造业中碳排放量最高的行业之一。从左到右：多伦多大学博士生 Jaesuk (Jay) Paeng 站在 Gisele Azimi 教授身边，手里拿着团队新设计的电化学电池，该电池可以承受高达 1600 摄氏度的高温，同时使用基于矿渣的电解液电化学去除钢铁中的污染物。图片来源：Safa Jinje / 多伦多大学工程学院传统的钢铁回收方法使用电弧炉熔化废金属。由于在熔化前很难从废金属中物理分离出铜材料，因此回收的钢铁产品中也存在铜元素。阿兹米说："二次炼钢的主要问题是回收的废钢可能受到其他元素的污染，包括铜。随着要回收的废金属增多，铜的浓度也会增加，当铜在最终钢产品中的重量百分比超过 0.1%（wt%）时，就会对钢的性能产生不利影响"。采用传统的电弧炉炼钢法无法从钢水废料中去除铜，因此限制了二级钢材市场生产低质量钢材产品，如建筑行业使用的钢筋。Paeng 说："我们的方法可以将二级钢市场扩展到不同的行业。它有潜力用来制造更高级的产品，如汽车行业使用的镀锌冷轧卷，或运输行业使用的深冲钢板。"为了将铁中的铜去除到 0.1 wt% 以下，研究小组必须首先设计出一种能承受高达 1600摄氏度高温的电化学电池。在电池内部，电流通过一种新型的氧化硫电解质在负极（阴极）和正极（阳极）之间流动，这种电解质是用炉渣设计的，炉渣是炼钢产生的一种废料，通常被丢弃在水泥厂或垃圾填埋场。"我们将含有铜杂质的污染铁作为电化学电池的阳极，"阿兹米说。"然后，我们用电源施加电动势，也就是电压，迫使铜与电解液发生反应。电解液的作用是在电池通电时将铜从铁中分离出来。当我们在电池的一端通电时，就会迫使铜与电解液发生反应，从而产生铁。在电池的另一端，我们同时产生新的铁"。Azimi的实验室与Tenova Goodfellow公司合作，后者是一家为金属和采矿业提供先进技术、产品和服务的全球供应商。展望未来，研究小组希望通过电解精炼工艺去除钢中的其他污染物，包括锡。"钢铁是工业中使用最广泛的金属，我认为其年产量高达 19 亿吨，"阿兹米说。"我们的方法潜力巨大，可以为炼钢行业提供一种实用且易于实施的钢材回收方法，以满足全球对高等级钢材的更多需求"。编译来源：ScitechDaily 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435738.htm