环球科学：3I/ATLAS离开太阳系时突然变亮；我国科学家揭示...

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　　· 天文学 ·

　　3I/ATLAS离开太阳系时突然变亮

　　SPHEREx空间望远镜在2025年12月的观测活动中捕获了这些红外图像，揭示了彗星3I/ATLAS彗发中的尘埃、水、有机分子和二氧化碳。图片来源：NASA/JPL-Caltech

　　去年10月29日，星际彗星3I/ATLAS抵达近日点。红外观测显示，3I/ATLAS在离开太阳系的过程中亮度急剧增加。美国航空航天局的SPHEREx空间望远镜在2025年12月捕捉到了这颗彗星释放气体、尘埃和复杂分子的画面。观测显示，这颗星际彗星形成了一个富含水蒸气、二氧化碳和有机化合物的发光慧发。相关论文发表在《美国天文学会研究笔记》（Res. Notes AAS）期刊上。

　　通常彗星在近日点附近最为活跃，但SPHEREx的观测显示3I/ATLAS在近日点之后才开始变得活跃。研究人员表示，这颗彗星在星际空间中穿行太久，受到高能宇宙射线的轰击，很可能已经形成了一层被辐射处理过的外壳。而这次喷发表明阳光缓慢渗透到彗星表面之下，随后让彗星释放出内部包含的原始化学物质。由于3I/ATLAS来自太阳系外，它的化学成分提供了一个罕见的机会，让我们对比太阳系和银河系其他地方的化学结构。（Space.com）

　　· 物理学 ·

　　我国科学家揭示原子核幻数起源的微观机制

　　幻数（2、8、20、28、50、82……）对应于原子核的特别稳定结构。新的研究将其传统的、基于现象学的壳层模型解释与基于核子间基本相互作用的微观解释联系起来。图片来源：APS/Carin Cain

　　原子核中的质子数和中子数为特定数值时，原子核会显示出较高的稳定性，这些数字被称为幻数。幻数是理解核稳定性、核素存在极限以及宇宙元素起源的核心概念。自上世纪中期核壳模型提出以来，强自旋–轨道耦合被认为是幻数形成的关键机制，该理论奠定了现代核结构物理基础，并促成1963年诺贝尔物理学奖。然而，强自旋–轨道耦合为何会在原子核中产生，其微观起源长期缺乏第一性原理解释。

　　中山大学物理与天文学院尧江明教授课题组联合中国工程物理研究院、美国密歇根州立大学和日本东京大学研究人员，首次从第一性原理系统揭示了原子核幻数产生的微观机制。研究团队借助重整化群思想与从头计算方法，系统研究了核力在不同动量分辨率下对壳结构的影响。研究发现，随着分辨率的降低，壳结构经历由自旋向赝自旋对称性的转变，传统幻数在该过程中自然涌现。相关论文发表在《物理评论快报》（PRL）上，并被选为亮点文章。（中山大学物理与天文学院）

　　· 动物学 ·

　　猿类和人类一样拥有想象力

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　　研究人员通过一系列类似茶话会的实验，首次证明猿类能够运用想象力进行假装游戏，而这种能力此前被认为是人类独有的。视频来源：Johns Hopkins University

　　两岁左右的儿童就能进行角色扮演游戏，比如玩过家家，通过想象力假装手上存在一些真实物品，从而进行游戏。尽管有几则轶事报道称，野生动物和圈养动物似乎都有假装行为，但此前还没有针对非人类动物的假装行为进行过对照研究。发表于《科学》（Science）的一项新研究首次证明猿类能够运用想象力进行假装游戏。

　　研究者设计了与儿童茶话会非常相似的实验，来测试生活在猿类保护中心的43岁倭黑猩猩Kanzi。在每次测试中，实验人员和Kanzi面对面坐在摆有空水罐和杯子或碗和罐子的桌子对面，进行茶话会。第一个任务中，桌上放着两个透明的空杯子和一个空的透明水壶。实验人员倾斜水壶，往每个杯子里“倒”了一点假果汁，然后假装把其中一个杯子里的果汁倒掉，还轻轻摇晃了一下杯子，让果汁真的倒出来。之后，他们问Kanzi：“果汁在哪儿？”。Kanzi大部分时间都能指出那个仍然装有假果汁的杯子，即使实验人员改变了装有假果汁的杯子的位置。为了防止Kanzi误以为杯子里装的是真果汁（即使他看不见），研究小组进行了第二次实验。这次，他们把一杯真果汁和一杯假果汁放在一起。当被问到想要什么时，Kanzi几乎每次都指向真果汁那杯。第三个实验重复了相同的概念，实验人员假装从一个空容器里取一颗葡萄，然后把它放进两个罐子中的一个里。他们假装清空其中一个罐子，然后问坎齐：“葡萄在哪儿？”Kanzi再次指出了假葡萄的位置。数据似乎表明，猿类能够在脑海中构想出并不存在的事物，而这种能力此前被认为是人类独有的。（JOHNS HOPKINS UNIVERSITY）

　　· 古生物学 ·

　　大氧化事件数亿年前，就存在有氧呼吸

　　目前普遍认为，氧气最初是由蓝藻在大约29亿年前产生的，而大氧化事件——即氧气最终积累到足以在大气中持续存在的程度——则发生在更晚的时期，大约在23.3亿年前。此前科学家认为，岩石可能在早期通过各种地球化学反应消耗了大量氧气，导致大氧化事件延迟出现。一项发表在《古地理学、古气候学、古生态学》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）的新研究则表明，生物因素也可能发挥了作用。

　　研究团队将目光投向了血红素-铜氧还原酶（heme-copper oxygen reductases），这是一类对有氧呼吸至关重要的酶，存在于当今大多数需氧生物体中。研究团队首先确定了这种酶的基因序列，然后利用自动化搜索工具在包含数百万种不同生物基因组的数据库中寻找相同的序列。他们从数千种现代物种中分离出这种酶的序列，并将这些序列映射到生命进化树上。然后，他们仔细研究了这棵进化树，寻找可能提供与其起源相关信息的特定物种。最终，研究人员将这种酶的起源追溯到中太古代——一个距今32亿至28亿年的地质时期。该结果表明，一些早期生命形式可能在地球大氧化事件发生前数亿年就已经进化出利用氧气的能力。这项发现或许代表了地球上最早的有氧呼吸证据之一。（MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY）

　　· 心理学 ·

　　“足球狂热”在比赛日达到顶峰

　　足球是世界上最受欢迎的运动，能引起球迷强烈的生理和情绪反应。 根据《科学报告》（scientific reports）发表的一项研究，在2025德国足协杯（DFB-Pokal）决赛当日，比勒费尔德·阿米尼亚（Arminia Bielefeld ）足球俱乐部球迷的平均压力水平比非比赛日高41%。作者认为这种被称为“足球狂热”的反应可能由粉丝对球队、对彼此和对这项运动的强烈情感所驱使。

　　研究者分析了229名比勒费尔德成年球迷在12周内智能手表的数据，从德国杯决赛前十天开始，持续到赛后10周。他们分析了参与者的心率和压力水平，并借助37名受试者亚组的问卷调查数据分析了影响因素。作者发现，在决赛当天，参与者的平均压力水平比非比赛日高41%。压力水平在比赛前几小时开始升高，比赛开始时达到峰值，并在结束后维持高位。参与者在非比赛日的心率平均为每分钟71次，在决赛日为每分钟79次。作者比较了智能手表和调研数据，发现在奥林匹克体育场观看比赛的参与者，平均心率比电视观众或在公共场合聚集观看的人高23%。饮酒者的心率比未饮酒者高5%。这些发现凸显出足球球迷在重大赛事中强烈的生理反应。作者指出，心率升高结合酒精摄入可能会增加不良心脏事件（如心律失常）等的风险。他们建议，未来研究应详细探索不同类型高压场景下对激烈事件的生理反应。

　　撰文：王昱、冬鸢