守规矩的“工蚁”细菌
蚂蚁列队运输食物的场景,大家一定在科普纪录片中看过。但如果说让细菌乖乖地组成一字长蛇阵、运输重物,你能想象吗?这不,下面这张动图中,一群细菌就在运送一颗微型玻璃球。是什么让这些细菌如此听话?
来自丹麦、美国和英国的研究团队,在发表于《自然-物理学》的研究中,用液晶实现了对细菌的操纵。液晶介于液体与晶体之间,其中的每个分子都有方向,但没有位置顺序,因此可以像液体一样流动。在液晶环境中,细菌会向特定的方向移动,组成极性射流。
细菌密度较低时,细菌组成直线队列;而随着密度增加,超过一定的阈值后,细菌变得不稳定,运动开始呈波浪形。不过即使在这种情况下,绝大多数细菌依然保持了队形。
研究人员还发现,这些细菌不仅能自己运动,还可以运输重量相当于自重5倍的物体。下面这张动图,就是直线运动的细菌在推动一颗微型玻璃球前进。
换成6个玻璃球排成排,虽然显得更加艰难,但细菌射流还是成功运输球链前进。
在密度更高的波浪形射流中,玻璃球的运输更加顺利。
由于此类研究刚刚起步,研究人员暂时无法准确预测其应用场景,但他们已经在期待:能运货的细菌,未来或许可以在体内定向运输药物。
双星系统:只要转得够慢,周围的圆盘也能竖着转
当两颗距离较近的恒星相互环绕转动,就构成了罕见的双星系统。如果周围还有一颗围绕双星运转的行星,它们就共同组成了三体。很多天文学家感兴趣的是,双星旋转的方式,对周围行星的性质会造成什么影响。
现在,美国加州大学伯克利分校的科学家就利用阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜(ALMA),发现了一个有趣的现象。他们关注的是周围有原行星盘(protoplanetary disk)的双星系统。原行星盘是诞生不久的年轻恒星被气体和尘埃包裹,形成的圆盘状结构。在ALMA投入使用后,天文学家得以观察到系外恒星系统中原行星盘的细节。
此前已有研究提出,双星系统会扭曲、倾斜绕其运转的原行星盘。在这项发表于《天体物理学杂志》的研究中,研究人员发现,这一影响与双星系统相互旋转的轨道周期有关:周期较短时,原行星盘与双星旋转轨道处在同一平面上;而周期超过30天时,原行星盘便会偏离双星系统的平面,甚至与其垂直。
不过目前,研究人员尚不清楚这一现象背后的机制。但这项研究无疑是一个良好的开端,为理解双星系统提供了新的思路。
快速后退的松岛冰川
松岛冰川(Pine Island Glacier)是南极退化速度最快的冰川之一。在过去的几个月中,美国航天局和欧洲空间局的卫星持续监控着南极松岛冰川前端的裂缝。在今年2月9日,欧洲空间局观测到数个冰山从冰川中脱离,总面积几乎相当于一个海淀区,其中最大的一块还有自己的名字(B-49)。
松岛冰川前端部分的冰崩解而后掉落入海洋的速度,大于其生长从而向前进的速度,这造成了冰川后退的局面。它与邻居特怀特冰川位于南极西部冰层与海洋交界处,是南极后退速度最快的冰川之一,它们之中所含有的易掉落的冰足以让海平面升高1.2米。
自从上世纪90年代以来,松岛冰川的移动速度就开始大幅度地上升,如今其速度超过了每天10米。此前,松岛冰川每4~6年会发生一次如此大规模的崩裂,而现在这种崩裂几乎每年都会发生。同时,崩裂下来的冰山有了更多局部的裂缝,这意味着冰架正在变得更薄、更加脆弱。