可能存在的某开普勒盘供养光学证认的大质量年轻恒星

 

　　《自然》封面：一个正在形成的大质量年轻恒星艺术再现图，其周围是由气体和尘埃组成的盘状结构，恒星能从中吸积物质进一步生长。伴随着吸积过程，恒星还产生了强大的双极喷流。《自然》杂志第7993期封面文章报道了大麦哲伦云内一个大质量年轻恒星周围的吸积盘。大麦哲伦云是离我们最近的星系，之前对大质量年轻恒星周围星盘的所有直接探测都发生在银河系内。科学家观测表明，有一个旋转环面为吸积盘提供物质，从而使恒星生长。与其他同类年轻恒星不同，这颗恒星可通过光学探测到，因为它生长的区域里尘埃含量和金属丰度都很低。

 

古欧洲基因组影响现代人群

 

　　《自然》封面：欧亚草原古代墓地的一块典型的库尔干碑，上面描绘了与多发性硬化风险相关的遗传关联。《自然》杂志第7994期封面文章报道了4篇关于古代基因组的最新研究成果。科学家利用古代欧亚人的遗传学数据探究了跨大陆迁徙对史前人群的影响，揭示了可能由于古代草原、农业和狩猎-采集人群混合导致的部分遗传学变化。特别指出的是，研究者发现草原迁徙带来了欧洲的多发性硬化遗传风险上升，这可能是因为随着人群从狩猎采集向农业和养畜过渡，随之产生了与防御病原体相关的演化压力。

 

步氏巨猿的灭亡研究

 

　　《自然》封面：步氏巨猿的艺术重建图。《自然》杂志第7995期封面文章报道了步氏巨猿灭绝的时间线和原因。这种发现于中国的巨猿生活在200万～30万年前，通常有3米高，200～300公斤重，被认为是史上最大的灵长类动物，它灭绝的原因一直是个谜。研究团队收集了来自中国南部22个洞穴的化石并进行测年，再与花粉分析进行匹配。研究发现，230万年前的环境有密集的郁闭林冠森林和草地，是步氏巨猿生活的理想条件，但到了29.5万～21.5万年前，随着森林植物种群的变化，环境转变为开阔林，步氏巨猿从根本上没能适应生活环境的变化。

 

鼻咽淋巴丛是脑脊液引流中枢

 

　　《自然》封面：绿色为鼻咽淋巴丛（上部）与颈深淋巴结（中下部）的直接连接，蓝色为血管，红色为平滑肌。《自然》杂志第7996期封面文章报道了一个位于鼻子后部的淋巴管网络，定义为鼻咽淋巴丛，能促进脑脊液从大脑流向颈部淋巴结。脑脊液在大脑和脊髓内循环，能提供机械支持和营养并帮助清除废物，脑脊液会通过淋巴系统引流。研究人员进一步发现，鼻咽淋巴丛具有消退性，会随年龄增长而失去功能，可能抑制对β-淀粉样蛋白这类疾病相关蛋白的清除，但他们发现能通过药物刺激颈深淋巴结，从而抵消这一中枢的年龄相关性功能下降。

　　　　

人类可用植物的全球分布

 

　　《科学》封面：植物和人类。《科学》杂志第6680期封面文章报道了涉及10类使用领域内共计35687种植物的全球分布。研究发现，热带地区拥有最高的利用植物物种丰富度，而温带地区如中国喜马拉雅山也拥有大量本地植物和外来物种。利用植物物种丰富度高的地区往往表现出高度特有性。因此，保护物种多样性的同时，也能保护其对人类的贡献。研究植物物种的多样性和分布对于实施保护战略、开发基于植物的解决方案以应对饥饿、疾病和气候变化等全球社会挑战至关重要。

 

把水推到山上来储存绿色能源

 

　　《科学》封面：一个抽水水电站把水从较低的水库抽到较高的水库，用以储存来自风能、太阳能和其他清洁能源的多余能源。当电力短缺时，水可以通过涡轮机释放出来，产生相当于发电厂数小时的电力。《科学》杂志第6681期封面文章报道了抽水蓄能水电站可以在风能和太阳能发电不足时储存能源。抽水蓄能水力发电并非新鲜事物。美国有40座水力发电厂，全球有数百座水力发电厂在运行。中国在抽水蓄能方面处于领先地位，目前有66座新电站正在建设中。北京附近丰宁水电站今年将启动最后两台涡轮机，届时它将成为世界上最大的水电站。

 

珊瑚编年史

 

　　《科学》封面：东太平洋的热量堆积起来，红色区域比平均温度高，而蓝色区域较冷。《科学》杂志第6682期封面文章报道了在一个偏远的太平洋岛屿上，从古老的珊瑚礁中发掘厄尔尼诺现象未来的线索。珊瑚通常用周围水中沉淀出来的碳酸钙建造骨骼。但在厄尔尼诺事件期间，天气较冷时，水中较大的锶原子会滑入晶体中，因为使分子振动的能量较少。除了测量锶信号，研究人员还比较了碳酸根离子中的重氧含量与正常的“轻”氧。降雨富含轻氧，因为它更容易蒸发。因此，在当地干旱厄尔尼诺事件期间，当珊瑚接触到的雨水较少时，骨骼中的重氧含量会上升。

 

柑橘属油腺发育及精油生物合成的分子调控

 

　　《科学》封面：柑橘类水果的油腺。《科学》杂志第6683期封面文章报道了柑橘油胞分泌囊起始和发育的分子调控通路。研究团队破解了柑橘油胞发育之谜，揭示了油胞发育和精油合成的协同机制，有助于改良甜橙、柠檬等重要柑橘类果树及开发有效调控措施，增加柑橘产业效益。研究结果不仅可以指导培育无油胞新品种，去除果皮精油苦麻味，提升金柑等果实鲜食品质，而且有助于促进柑橘果皮等综合利用，增加精油产值。柑橘精油具有芳香味、药用价值和抗虫功效等，是世界最重要的精油之一。

　　

银盘翘曲的“时光动画”揭示出银河系暗物质晕形状

 

　　中国科学院大学黄样团队与多家国内外科研机构合作，首创了“时光动画”方法，利用不同年龄的造父变星样本直接测量出银盘翘曲的进动方向和速率，揭示出当前银河系的暗物质晕形状为接近球形的扁椭球。相关成果发表于《自然·天文》（Nature Astronomy）。在近邻宇宙中，大多数的盘状星系其实都不是一个完美的圆盘，而是在外区表现出像薯片一样的弯曲状态，天文学家称之为翘曲。银河系作为一个典型的盘状星系，也不例外地表现出翘曲特征。无论翘曲如何起源，其进动速率和方向都由银河系内盘与暗物质晕共同决定。在扣除银河系内盘的贡献后，当前包裹翘曲的银河系暗物质晕呈现出略微偏离球形的扁椭球形状。

 

系外行星大气逃逸限制高层大气的化学组成

 

　　中国科学院云南天文台恒星物理研究团组闫冬冬及其合作者首次同时重现了系外行星“HAT-P-32b”在光学和近红外波段透射光谱的观测，研究其逃逸大气的性质。相关成果发表于《天文与天体物理》（Astronomy & Astrophysics）。在富气体的系外行星中，行星大气会吸收这些高能辐射，从而加热大气使其膨胀以克服行星的引力势能而逃逸到星际介质中，这种现象即行星大气逃逸。尽管行星下层大气有着超太阳的金属丰度并且金属主要以亚微米粒子的形式存在于云和霾中，而上层大气的金属丰度接近太阳丰度。对于上下层大气中金属丰度的不同的原因及金属粒子是否可以从下层大气输运到更高层需要进一步探讨。

 

月球南极地区物质成分研究

 

　　中国科学院紫金山天文台吴昀昭研究员团队对月球南极地区矿物与挥发开展研究。系列成果发表于《行星与空间科学》（Planetary and Space Science）和《地球物理研究通讯》（Geophysical Research Letters）。月球自转倾角很小，两极地势低洼的区域终年无法被阳光直射，存在永久阴影区。理论研究认为永久阴影区可能储存有水冰资源，因而月球南极地区具有极高的科学研究和资源利用价值。多个国家已将月球南极地区作为未来对月球探测的重点区域。研究分析结果表明，月表氢氧/水含量直接受到瞬时温度的影响，随地方时呈抛物线型变化，说明氢氧/水含量和日变化程度均受到温度影响，存在纬度依赖性。

 

黑洞无毛定理检验研究进展

 

　　中国科学院上海天文台韩文标等人利用自主研发的非广义相对论双黑洞并合的完整引力波模板，针对激光干涉引力波天文台已经公布的双黑洞引力波事件进行黑洞无毛定理的检验，给出至今为止无毛定理的最精确检验结果，并发现疑似偏离广义相对论黑洞的迹象。相关成果发表于《宇宙学与天体粒子物理学》（Journal of Cosmology and Astroparticle Physics）。黑洞是广义相对论预言的极端致密天体，而且某种意义上可以说是宇宙中“最简单”的天体，因为广义相对论要求它只有3根“毛发”，即描述黑洞只需要3个物理参数：质量、自旋、电荷，这就是著名的黑洞“无毛定理”。研究结果将为更多的双黑洞并合引力波事件提供研究基础。

　　

海水直接电解制氢

 

　　四川大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室、新能源与低碳技术研究院谢和平院士团队与东方电气集团合作，开展了向大海要水来制氢的前沿研究。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。研究团队实现了海上风电可再生能源和海水直接制氢的一体化技术，在真实大海中利用海上风电驱动海水制氢，突破了海上复杂环境、风电波动性对海水直接制氢的影响，形成了抗海洋复杂环境的相变迁移海水直接制氢原理技术，建立了针对海洋波动环境的相变迁移模型并研究了波动性海浪对相变迁移过程的影响，提出了可再生能源海水制氢漂浮平台的设计策略，验证了直接制氢装备的可靠性与并联式运行的可行性。

 

温室气体光催化转化

 

　　华东理工大学化学与分子工程学院张金龙教授课题组在光催化二氧化碳还原领域取得最新研究进展。相关成果发表于《美国化学志》（Journal of the American Chemical Society）。被誉为“人工光合作用”的光催化二氧化碳还原反应，在催化学领域被视为一个极具挑战的问题。这一反应只需太阳能和光催化剂的协助，便能将二氧化碳和水转化为高附加值的碳氢燃料及工业原料，从而为缓解全球温室气体效应及实现碳中和目标提供一个有效路径。研究首次引入自旋极化，成功构筑了水氧化解离位点，解决了空间相邻氧化还原位点的电荷复合问题，为协同氧化还原光催化系统的设计提供了新的见解。

 

我国碳中和目标下空气质量-人群健康-清洁能源协同效应的正反馈机制

 

　　北京大学覃栎课题组与南京大学黄昕课题组，以及清华大学、普林斯顿大学等团队合作，共同构建模型框架开展数值模拟实验，系统评估了考虑正反馈机制时，中国到2060年实现碳中和目标所带来的空气质量、人类健康和可再生能源性能的协同效应。相关成果发表于《自然·地球科学》（Nature Geoscience）。我国2060年前实现碳中和目标需要深刻的能源结构转型。研究结果显示，多国对碳中和的承诺可能会在气溶胶减排、空气质量改善和可再生能源资源潜力提升之间产生重要的正反馈效应，这些效应可以通过减弱的气溶胶气象反馈作用和更好的空气污染扩散条件而被放大。

 

新技术实现甲烷高效转化

 

　　中国科学院大连化学物理研究所王晓东、黄传德团队和西北大学朱燕燕、大连理工大学蒋博等合作，在钙钛矿催化甲烷高效选择性氧化研究中取得新进展。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。科研人员普遍将钙钛矿结构优异的氧活性归功于B位过渡金属，而认为A位原子的作用十分有限，仅能通过改变晶体结构或调整B位原子价态等间接方式来调节氧活性。长期以来忽视A位原子在直接调控氧活性方面的潜在作用，导致对氧活性的激活机制理解有限，难以实现对氧活性的精准调控。新研究强调了A位原子在直接调节氧活性方面的重要性，为氧化还原催化剂的设计提供了新思路。

　　

气候变化对全球风光系统极端电力短缺事件的影响

 

　　清华大学地球系统科学系同丹与国内外合作者利用43年（1980—2022年）全球逐小时再分析气象数据集量化了全球风光发电系统潜在极端电力短缺事件的变化趋势，揭示了风光发电系统极端电力短缺事件变化的驱动因素。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。研究发现，气候变化背景下1980—2022年全球极端电力短缺事件持续增加。1980年以来，极低风速-极低太阳辐射复合事件持续增加，并与极端电力短缺事件呈正相关。然而，极端电力短缺事件变化与气候要素变化并不成比例。即使在未来温和气候变化情景下，高比例风光系统极端电力短缺事件也可能大幅增加。

 

陆地生态系统碳通量的时空分布研究

 

　　中国气象科学研究院大气成分与环境气象研究所张小曳院士团队评估了2019—2021年全球和我国陆地生态系统碳通量的时空分布。相关成果发表于《整体环境科学》（Science of the Total Environment）。研究团队基于全球地基高精度二氧化碳浓度观测数据、中国本底站及省建站二氧化碳浓度观测数据，结合卫星柱浓度数据，分析出2019—2021年全球陆地生态系统碳汇数据，北半球的碳汇较大，尤其是亚洲、北美洲和欧洲。同时研究发现，同化了更多的观测数据后，陆地生态系统碳通量评估模型的不确定性明显降低。此研究还为我国区域碳源汇同化反演支持系统提供初始和边界条件。

 

 “贡嘎”系统发布基于大气反演的全球地表二氧化碳通量数据集

 

　　中国科学院青藏高原研究所田向军、汪宜龙等人与合作者利用自主研发的全球大气二氧化碳反演系统“贡嘎”，同化了最新的卫星数据，生成一套受观测约束的2015—2022年全球陆地生态系统和海洋碳通量数据集。相关成果发表于《地球系统科学数据》（Earth System Science Data）。研究发现，在区域分布上，俄罗斯及东亚、北美、欧洲都是显著的陆地碳汇，而热带地区陆地生态系统多表现为微弱的碳源或碳中性。反演后的全球碳通量及模拟的二氧化碳浓度准确度显著提高。今后，“贡嘎”系统每年将定期发布使用最新二氧化碳观测数据反演的地表碳通量，为通量评估和政策制定提供数据支撑。

 

雪水当量遥感反演新研究

 

　　中国科学院空天信息创新研究院国家遥感应用工程技术研究中心李震、高硕等人在雪水当量遥感反演方面取得研究进展，创新研发适用于全球尺度新的雪水当量模型范式和遥感反演策略。相关成果发表于《创新地球科学》（The Innovation Geoscience）。获取雪水当量动态分布是理解全球气候变化、地表能量平衡、区域水循环的必要前提，是国家提高水资源管理、应对全球气候变化和提升灾害预防能力的重大需求。研究团队为解决微波遥感反演雪水当量的局限性，提高雪水当量基础数据集服务区域尺度水文应用的能力，研发了全球尺度高精度雪水当量遥感反演策略，解锁新的雪水当量模型范式。

　　

液态金属3D打印新方法

 

　　厦门大学材料学院白华、胡晓兰等人实现了具有高分辨率的立体结构打印，实现液态金属在高度维度上的堆叠成型。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。液态金属的低黏度和高表面张力使其不适用于挤出型3D打印，因此需要对其流变特性进行调控。研究团队提出了凝胶层在微粒受剪切时产生润滑作用的概念，润滑作用保证了高内相乳液凝胶内部紧密堆积的结构在受到剪切力时不会破坏。此外，研究还实现了液态金属导电线路在柔性基底的3D打印，并首次在非平面结构上3D打印液态金属导线，这将扩大液态金属在复杂结构器件上的应用范围，如柔性电子设备、可伸缩天线等。

 

高强铝合金耐蚀设计新进展

 

　　中国科学院金属研究所自然环境腐蚀研究部郑玉贵研究员团队提出了基于“内生沉淀剂”的耐蚀金属材料设计新思路。他们与材料制备与加工研究部马宗义研究员团队合作，制备出具有优异耐蚀性能的超高强7系铝基复合材料。相关成果发表于《先进材料》（Advanced Materials）。以2系、7系铝合金为代表的高强铝合金及其复合材料是航空航天和装备轻量化的关键材料，具有不可替代性，但较差的耐蚀性是制约其应用的世纪难题。如何设计开发出兼具高强度和高耐蚀性的铝合金或其复合材料是目前国内外学术界和工业界的关注热点与研究难点。新制的7075铝基复合材料，抗拉强度高，耐晶间腐蚀、剥落腐蚀和应力腐蚀性能优异。

 

过渡金属络合物非共价键作用催化不对称转移氢化研究

 

　　中国科学院福建物质结构研究所房新强课题组在温和条件下实现了酰基硼酸酯的不对称转移氢化。相关成果发表于《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。过渡金属催化的酮类化合物的不对称转移氢化是制备手性醇的有效策略。α-手性硼酸酯是有机合成、药物化学和材料科学中有用的合成单元。研究团队采用新方法，使得一系列含芳基、烷基、炔基、烯基及羰基的酰基硼类底物均能够进行反应并以优异的对映选择性得到产物。产物中极具价值的硼基单元能够进行一系列官能团转化，并得到传统不对称转移氢化难以得到的醇类产物及天然产物和药物分子。

 

新金属材料研究进展

 

　　北京科技大学吕昭平、吴渊教授团队与浙江大学合作者王宏涛、刘嘉斌教授等合作，诠释了弹性不稳定性和初期塑性等物理力学现象的基本性质。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。论文揭示了在约10%的弹性应变下，高熵合金晶格会经历非晶化转变。这种非晶化过程与传统的位错介导的塑性变形不同，为高熵合金的力学行为提供了新视角。研究还发现，合金中主要元素的数量是触发非晶化的关键因素，且合金的局部原子环境不均匀性是抑制位错形核的主要原因。这些发现不仅增进了对高熵合金弹性不稳定性的理解，也为设计新型高性能合金材料提供了新思路。