大爆炸2.5亿年后的恒星形成

　　《自然》5月17日发表的一项研究认为，恒星可能在宇宙年龄只有2.5亿年（当前年龄的2％）时，就已开始在一个特别遥远的星系中形成。

　　现代天文学最大的问题之一是第一批恒星何时形成。在宇宙最初的3亿年内恒星和星系是如何形成的，人们对此一直不甚了解。

　　日本大阪产业大学的桥本拓也及同事介绍了2016年3月至2017年4月期间对遥远星系MACS1149-JD1的光谱观测结果。他们报告的红移为9.1096（一个用于表示距离的参数），这表明观测结果指示了当宇宙年龄大约为5.5亿年时该星系的样子。作者使用这个精确确定的红移来证明观测到的星系的红颜色代表了恒星成分。他们发现，当时MACS1149-JD1中的许多恒星年龄都在3亿年左右，这意味着这些恒星可能早在大爆炸2.5亿年后就开始形成了。

　　荷兰莱顿大学的Rychard Bouwens在相应的新闻与观点文章中写道：“他们的发现似乎一定会激发人们对遥远宇宙中的其他星系展开类似的研究，为未来使用詹姆斯·韦伯太空望远镜进行观测增加动力。”

　　《自然—天文学》

　　伽利略号发现木卫二羽流实际证据

　　根据5月14日在线发表于《自然—天文学》的一项研究，已毁的伽利略号探测器所获的实际证据进一步证明，木卫二存在羽流，这些羽流将其内部海洋的物质输送至太空。羽流使围绕木卫二运行的探测器可以直接对其内部海洋物质进行取样，进而确定该海洋的宜居性。

　　木卫二是典型的外太阳系“海洋世界”——在几千米厚的冰层下蕴含着一个温暖的流动海洋的天体。为了研究木卫二的内部海洋，一种方法是登陆木卫二后钻冰，但是这不仅成本高昂，而且技术上也存在挑战。另一种更好的方法是研究木卫二的羽流，据信羽流会将木卫二内部海洋的物质输送至表面。哈勃太空望远镜在2012年和2016年都观测了可能为羽流的现象，不过学界对此的解读存在争议。

　　美国密歇根大学安娜堡分校的贾先哲及同事转而考察伽利略号探测器在1997年飞掠木卫二期间获得的局部采样数据，发现了迄今为止最强的羽流证据。作者报告称，他们观察到的木卫二周围的磁场和等离子体变化可以利用羽流轻松予以解释。他们重建了伽利略号探测器的路径，确定了木卫二表面羽流的位置——与温度异常区域一致，而温度异常则是源于木卫二内部的热量输送。

　　这些发现将有助于规划未来的木卫二探测任务，包括美国宇航局的“木卫二飞剪”和欧洲航天局的“木星冰卫星探测器”，预计二者将于本世纪20年代末到30年代初抵达木星。

　　《自然—通讯》

　　高效制备氨新法问世

　　《自然—通讯》5月15日报道了一种能够在环境条件下将氮通过电化学转化为可用、可存储的氨的催化剂。这一发现为制备氨带来了已知最有效的方法之一。

　　日益增长的全球人口将需要更多的粮食和能源生产，而这种粮食生产将需要更多的富氮肥料来满足作物的化学需求。世界上使用的大部分氮是通过工业哈柏法制备的，这种方法将空气中的氮转化为氨。尽管全球的氨生产规模达百万吨级，但哈柏法的效率非常低，而且能源成本高昂。除此之外，另一种方法是在环境条件下使用电能来驱动氨合成。然而，过去的研究显示，这种方法产量低、效率低。

　　美国中佛罗里达大学的Xiaofeng Feng及其同事介绍了一种催化剂，它由导电碳载体上的钯纳米颗粒组成，可通过水和电将氮转化为氨。作者表明，通过这些纳米粒子制备氨，其效率和选择性比过去使用这种方法的尝试更高。通过使用中性水，作者能够抑制经常困扰该领域研究的不良副反应。

　　虽然存在其他关于使用电、水和氮来制造氨的报道，但检测到的氨可能是由空气或实验室中的污染物产生的。而在该研究中，作者能够证明气态氮被转化为合成氨。