【“夸父一号”开启太阳探测之旅——我国综合性太阳探测专用卫星看点解析】
新华社北京10月9日电 我国综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”——先进天基太阳天文台（ASO-S）10月9日在酒泉卫星发射中心发射升空，开启对太阳的探测之旅。
这位“探秘者”有什么本领？将为人类带回什么信息？新华社记者走近卫星首席科学家和研制团队，揭开“夸父一号”的五重“身份”。
空间“预警员”
“‘夸父一号’的核心科学目标是‘一磁两暴’，即太阳磁场，以及太阳上两类最剧烈的爆发现象——太阳耀斑和日冕物质抛射。”“夸父一号”卫星首席科学家、中科院紫金山天文台研究员甘为群说，将利用太阳活动第25周峰年（预期在2024年到2026年左右）的契机，观测、研究“一磁两暴”的形成、相互作用及彼此关联。
甘为群介绍，这样的设计，既是为了更深入地研究太阳的核心物理现象，也是为了给人类当好“预警员”。“夸父一号”依靠多个波段的探测，可以较为连续地观测、追踪太阳爆发的全过程，为影响人类航天、导航等高科技活动的空间灾害性天气预报提供支持。
磁场“侦察家”
磁场被称为太阳物理中的“第一观测量”，大部分的太阳活动直接受太阳磁场的支配。
如果把指南针放在太阳上，会出现十分奇特的现象：在不同区域，指南针指向不同；即便同一区域，不同时间指南针的指向也不相同。之所以这样，是因为太阳磁场远比地球磁场复杂得多。
“在太阳爆发时，‘夸父一号’上搭载的全日面矢量磁像仪，每18分钟就可以对全日面磁场进行一次高精度成像，有助于完整、准确地记录下太阳磁场的变化，进而侦察、破解太阳能量释放的一系列奥秘。”全日面矢量磁像仪载荷主任设计师章海鹰说。
观察“多面手”
当我们想象太阳，脑海中总会浮现出一个黄色的耀眼球体。实际上，太阳的“面貌”要丰富得多，它会释放所有波长的光。除了可以被人眼看见的可见光，还有波长更短的伽马射线、X射线、紫外线，以及波长更长的红外线、射电波等。
要看清太阳的“真面目”，需要借助不同波段的望远镜。“夸父一号”就是一个观察太阳的多面手，它搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜和太阳硬X射线成像仪，可以从紫外线、可见光和X射线波段观测太阳。据介绍，太阳硬X射线成像仪像是一个精密“复眼”，可以精准捕捉来自太阳的X射线信息；莱曼阿尔法太阳望远镜可以同时观测全日面和2.5个太阳半径内的近日冕处莱曼阿尔法光。
科研“工作狂”
从地球上看，太阳东升西落，大约只有一半的“露脸”时间。而飞行在约720公里高的太阳同步晨昏轨道上的“夸父一号”，全年有96%以上的时间处于工作状态，是个实打实的“工作狂”。
通常情况下，星上载荷每几秒至几分钟成像一次，在太阳爆发期，能变为1秒内成像1次，详细记录下太阳活动的整个过程。甘为群介绍，“夸父一号”在全年的绝大部分时间可以24小时不间断对日观测。仅仅在每年5至8月，每天会有短暂时间进入地球的阴影，“休息”最长的一天也不超过18分钟。
数据量“大师”
“夸父一号”总重约859公斤，在太阳探测卫星中体型“中等”，但它是个吞吐数据的“大胃王”。“每天，它将积累和回传约500GB数据，相当于向地球发送几万幅太阳的‘高清大图’。”卫星科学应用系统副总师黄宇说，如果算上处理和加工，每天产出的数据将“塞满”一台家用电脑的硬盘，这在全球的太阳探测卫星中也属于“第一梯队”。
这些数据被接收、还原后，将被打包发送到位于中科院紫金山天文台的卫星数据分析中心。未来4年卫星在轨积累的数据将存储在这里，并由科研人员“翻译”成为可供科学研究的图像和资料。（新华社记者 王珏玢、张泉、张建松）
新华社北京10月9日电 我国综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”——先进天基太阳天文台（ASO-S）10月9日在酒泉卫星发射中心发射升空，开启对太阳的探测之旅。
这位“探秘者”有什么本领？将为人类带回什么信息？新华社记者走近卫星首席科学家和研制团队，揭开“夸父一号”的五重“身份”。
空间“预警员”
“‘夸父一号’的核心科学目标是‘一磁两暴’，即太阳磁场，以及太阳上两类最剧烈的爆发现象——太阳耀斑和日冕物质抛射。”“夸父一号”卫星首席科学家、中科院紫金山天文台研究员甘为群说，将利用太阳活动第25周峰年（预期在2024年到2026年左右）的契机，观测、研究“一磁两暴”的形成、相互作用及彼此关联。
甘为群介绍，这样的设计，既是为了更深入地研究太阳的核心物理现象，也是为了给人类当好“预警员”。“夸父一号”依靠多个波段的探测，可以较为连续地观测、追踪太阳爆发的全过程，为影响人类航天、导航等高科技活动的空间灾害性天气预报提供支持。
磁场“侦察家”
磁场被称为太阳物理中的“第一观测量”，大部分的太阳活动直接受太阳磁场的支配。
如果把指南针放在太阳上，会出现十分奇特的现象：在不同区域，指南针指向不同；即便同一区域，不同时间指南针的指向也不相同。之所以这样，是因为太阳磁场远比地球磁场复杂得多。
“在太阳爆发时，‘夸父一号’上搭载的全日面矢量磁像仪，每18分钟就可以对全日面磁场进行一次高精度成像，有助于完整、准确地记录下太阳磁场的变化，进而侦察、破解太阳能量释放的一系列奥秘。”全日面矢量磁像仪载荷主任设计师章海鹰说。
观察“多面手”
当我们想象太阳，脑海中总会浮现出一个黄色的耀眼球体。实际上，太阳的“面貌”要丰富得多，它会释放所有波长的光。除了可以被人眼看见的可见光，还有波长更短的伽马射线、X射线、紫外线，以及波长更长的红外线、射电波等。
要看清太阳的“真面目”，需要借助不同波段的望远镜。“夸父一号”就是一个观察太阳的多面手，它搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜和太阳硬X射线成像仪，可以从紫外线、可见光和X射线波段观测太阳。据介绍，太阳硬X射线成像仪像是一个精密“复眼”，可以精准捕捉来自太阳的X射线信息；莱曼阿尔法太阳望远镜可以同时观测全日面和2.5个太阳半径内的近日冕处莱曼阿尔法光。
科研“工作狂”
从地球上看，太阳东升西落，大约只有一半的“露脸”时间。而飞行在约720公里高的太阳同步晨昏轨道上的“夸父一号”，全年有96%以上的时间处于工作状态，是个实打实的“工作狂”。
通常情况下，星上载荷每几秒至几分钟成像一次，在太阳爆发期，能变为1秒内成像1次，详细记录下太阳活动的整个过程。甘为群介绍，“夸父一号”在全年的绝大部分时间可以24小时不间断对日观测。仅仅在每年5至8月，每天会有短暂时间进入地球的阴影，“休息”最长的一天也不超过18分钟。
数据量“大师”
“夸父一号”总重约859公斤，在太阳探测卫星中体型“中等”，但它是个吞吐数据的“大胃王”。“每天，它将积累和回传约500GB数据，相当于向地球发送几万幅太阳的‘高清大图’。”卫星科学应用系统副总师黄宇说，如果算上处理和加工，每天产出的数据将“塞满”一台家用电脑的硬盘，这在全球的太阳探测卫星中也属于“第一梯队”。
这些数据被接收、还原后，将被打包发送到位于中科院紫金山天文台的卫星数据分析中心。未来4年卫星在轨积累的数据将存储在这里，并由科研人员“翻译”成为可供科学研究的图像和资料。（新华社记者 王珏玢、张泉、张建松）
【土卫二海洋可能已集全生命六大基本要素】
自古以来，人们仰望星空，好奇地球之外是否有其他生命？这也是科研人员孜孜不倦追求的目标。
近日，中国科学技术大学地球和空间科学学院研究员郝记华与美国西南研究院研究员Christopher Glein等学者合作，构建理论模型模拟土卫二海水化学，首次揭示了在土卫二海水中可能含有丰富的磷元素，供给可能存在的地外生命。相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。
“我们可以比较自信地说，土卫二已成为除地球外，唯一一个集全生命六大基本要素的地外海洋星体。并且它海水中的磷含量相当于地球海水中磷含量的1万倍，更适合微生物的生存。”郝记华向《中国科学报》介绍。
土卫二是土星的第六大卫星，体积较小，其表面被厚厚的冰层所覆盖。在此前研究中，科学家已经在土卫二海水中发现了丰富的碳、氢、氧、氮及少量的硫，也拥有多种多样的有机物质，但对于生命六大基本构成元素之一的磷仍然没有相关报道。
郝记华介绍说，“磷组成了所有生命的‘能量货币’，对于创造DNA和RNA、生物膜、人和动物的骨骼牙齿也是必不可少的材料。但是，它在地球水体中含量很低。”因此，磷的匮乏被普遍认为是限制生命起源和现代生物规模的关键。
那么，土卫二海水中是否含有磷元素？磷元素的含量会不会是限制其生命宜居性的关键？
针对这些重要科学问题，郝记华与合作者通过搜集美国宇航局卡西尼号探测器公开发表的数据，设置土卫二冰下海洋化学环境的边界条件，构建水与岩化学反应模型，理论模拟了土卫二海水化学。
“我们的研究发表过后，美国宇航局卡西尼-惠更斯号探测器成像组组长第一时间在Twitter上转载了，并强调了对研究土卫二宜居性的重要意义。”郝记华说，理论预测结果也很快得到了卡西尼号探测器数据的证实。
总的来说，此次研究成果弥补了土卫二海水宜居性研究的空白，为未来发射冰卫星载荷，探测土卫二海洋中可能的生命信号提供了科学参考。此外，构建的土卫二水与岩化学反应模型未来也可以应用到研究其他营养元素以及其他冰卫星海洋。
来源：中国科学报
自古以来，人们仰望星空，好奇地球之外是否有其他生命？这也是科研人员孜孜不倦追求的目标。
近日，中国科学技术大学地球和空间科学学院研究员郝记华与美国西南研究院研究员Christopher Glein等学者合作，构建理论模型模拟土卫二海水化学，首次揭示了在土卫二海水中可能含有丰富的磷元素，供给可能存在的地外生命。相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。
“我们可以比较自信地说，土卫二已成为除地球外，唯一一个集全生命六大基本要素的地外海洋星体。并且它海水中的磷含量相当于地球海水中磷含量的1万倍，更适合微生物的生存。”郝记华向《中国科学报》介绍。
土卫二是土星的第六大卫星，体积较小，其表面被厚厚的冰层所覆盖。在此前研究中，科学家已经在土卫二海水中发现了丰富的碳、氢、氧、氮及少量的硫，也拥有多种多样的有机物质，但对于生命六大基本构成元素之一的磷仍然没有相关报道。
郝记华介绍说，“磷组成了所有生命的‘能量货币’，对于创造DNA和RNA、生物膜、人和动物的骨骼牙齿也是必不可少的材料。但是，它在地球水体中含量很低。”因此，磷的匮乏被普遍认为是限制生命起源和现代生物规模的关键。
那么，土卫二海水中是否含有磷元素？磷元素的含量会不会是限制其生命宜居性的关键？
针对这些重要科学问题，郝记华与合作者通过搜集美国宇航局卡西尼号探测器公开发表的数据，设置土卫二冰下海洋化学环境的边界条件，构建水与岩化学反应模型，理论模拟了土卫二海水化学。
“我们的研究发表过后，美国宇航局卡西尼-惠更斯号探测器成像组组长第一时间在Twitter上转载了，并强调了对研究土卫二宜居性的重要意义。”郝记华说，理论预测结果也很快得到了卡西尼号探测器数据的证实。
总的来说，此次研究成果弥补了土卫二海水宜居性研究的空白，为未来发射冰卫星载荷，探测土卫二海洋中可能的生命信号提供了科学参考。此外，构建的土卫二水与岩化学反应模型未来也可以应用到研究其他营养元素以及其他冰卫星海洋。
来源：中国科学报
#科研进展# 【地球环境研究所在脂类氢同位素值测定方法方面取得进展】
氢同位素组成是生物地球化学和古水文条件重建的重要指标，其中地质记录中不同链长的脂类氢同位素值可以反映不同的环境信息。因此，为了充分利用氢同位素信息，很多研究者将单次分析中不同链长的脂类氢同位素值结合起来使用。
最近，地球环境研究所刘卫国研究员团队发现在测定脂类氢同位素过程中，由于某些链长脂类化合物的离子流强度过高或者过低，其测定的氢同位素存在很大的偏差，因此首先分析了不同离子流强度下实验室工作标准氢同位素值，发现当实验室工作标准（由C21，C25，C27，C29，C31和C33正构烷烃混合而成）的离子流强度从0.5V变到10V时，测定的氢同位素偏差可达到40‰到70‰。其次整理了实验室最近几年测定天然样品脂类（包括正构烷烃和脂肪酸）的氢同位素值，发现当它们的离子流强度从0.5V变到10V时，测定的氢同位素偏差可达到40‰到60‰。结果表明，随着脂类离子流强度的降低，测定的氢同位素值越偏正，离子流强度越低，测定的偏差越大。因此，如果离子流强度大小对测定脂类氢同位素值的影响不注意的话，将会严重影响脂类氢同位素在地球化学和古环境示踪研究中的应用。
此外，该研究尝试了根据离子流强度对脂类氢同位素值进行校正，发现校正后脂类的氢同位素偏差也较大。因此，当不同链长脂类的离子流强度不合适时，需单独测定每个特定链长化合物的氢同位素值，保证其离子流强度在4000-6000 mV之间，以确保测定的氢同位素值具有较高的准确性（±3‰）。
上述成果发表在学术期刊Chemical Geology上，第一作者为中科院地球环境研究所（西安地球环境创新研究院）刘虎副研究员，通讯作者为刘卫国研究员。本研究得到中国科学院和国家自然科学基金委等资助。
详文见：Liu, H., Cao, Y., Hu, J., Liu, Z., Liu, W., 2022. Substantial peak size effect on compound-specific δD values analyzed on isotope ratio mass spectrometry. Chemical Geology 590, 120721.
全文链接：https://t.cn/A6oG1IM0
氢同位素组成是生物地球化学和古水文条件重建的重要指标，其中地质记录中不同链长的脂类氢同位素值可以反映不同的环境信息。因此，为了充分利用氢同位素信息，很多研究者将单次分析中不同链长的脂类氢同位素值结合起来使用。
最近，地球环境研究所刘卫国研究员团队发现在测定脂类氢同位素过程中，由于某些链长脂类化合物的离子流强度过高或者过低，其测定的氢同位素存在很大的偏差，因此首先分析了不同离子流强度下实验室工作标准氢同位素值，发现当实验室工作标准（由C21，C25，C27，C29，C31和C33正构烷烃混合而成）的离子流强度从0.5V变到10V时，测定的氢同位素偏差可达到40‰到70‰。其次整理了实验室最近几年测定天然样品脂类（包括正构烷烃和脂肪酸）的氢同位素值，发现当它们的离子流强度从0.5V变到10V时，测定的氢同位素偏差可达到40‰到60‰。结果表明，随着脂类离子流强度的降低，测定的氢同位素值越偏正，离子流强度越低，测定的偏差越大。因此，如果离子流强度大小对测定脂类氢同位素值的影响不注意的话，将会严重影响脂类氢同位素在地球化学和古环境示踪研究中的应用。
此外，该研究尝试了根据离子流强度对脂类氢同位素值进行校正，发现校正后脂类的氢同位素偏差也较大。因此，当不同链长脂类的离子流强度不合适时，需单独测定每个特定链长化合物的氢同位素值，保证其离子流强度在4000-6000 mV之间，以确保测定的氢同位素值具有较高的准确性（±3‰）。
上述成果发表在学术期刊Chemical Geology上，第一作者为中科院地球环境研究所（西安地球环境创新研究院）刘虎副研究员，通讯作者为刘卫国研究员。本研究得到中国科学院和国家自然科学基金委等资助。
详文见：Liu, H., Cao, Y., Hu, J., Liu, Z., Liu, W., 2022. Substantial peak size effect on compound-specific δD values analyzed on isotope ratio mass spectrometry. Chemical Geology 590, 120721.
全文链接：https://t.cn/A6oG1IM0
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