“首次”“首创” 不断 我国科学探索领域捷报频传

　　近期，我国科学界喜讯连连，在多个前沿领域实现重大突破，一项项 “首次”“首创” 成果惊艳亮相，彰显着我国科研实力的飞跃，也见证着 “加快建设科技强国” 征程中坚实有力的奋进步伐。

　　首次确证火星固态内核，解锁行星演化密码

　　中国科学技术大学孙道远教授、毛竹教授团队携手国外学者，在行星科学研究领域斩获重大成果。团队深入剖析美国国家航空航天局洞察号(InSight)探测器采集的火震数据，首次确凿证实火星内部藏着一个半径约 600 千米的固态内核，经研究推测，其主要成分大概率是富含轻元素的结晶铁镍合金。

　　火星，作为太阳系中与地球环境最为近似的类地行星，一直是人类探索行星内部结构与演化的重点目标，也是深空探测的核心对象之一。以地球为例，科学家早在 1936 年就通过地震波初步推测出内核存在，但彻底确认固态内核的存在，却耗费了近半个世纪，直至 20 世纪 80 年代才尘埃落定。相较而言，火星内部结构的探索难度堪称 “更上一层楼”，2018 年人类才首次获取火星震的直接观测数据。尽管截至目前已记录了上千次火震数据，可信号微弱、噪声干扰等棘手问题，依旧严重阻碍着对火星深部结构的深度解析。

　　面对这一科研难题，研究团队另辟蹊径，创新性地引入火震阵列分析方法，对 23 个信噪比较高的火震事件数据展开抽丝剥茧般的分析，成功提取出穿透火星核的关键震相，包括在地表反射的 PKPPKP(P'P')震相以及在核幔边界反射的 PKKP 震相。研究过程中，一个关键发现令人振奋：实际观测到的 PKKP 震相到达时间，比当前仅考虑液态核的火星速度模型预测结果提前了 50 至 200 秒。由于地震波在固体中的传播速度远超液体，这一明显差异清晰无误地表明火星核呈现分层结构，外层是液态核，而更深处存在一个波速更快的固态内核。更具说服力的是，研究团队首次从火震数据中精准识别出被视作 “固态内核标志” 的 PKiKP 震相信号，为火星存在固态内核提供了铁证。综合不同火核震相数据，团队精确测算出火星固态内核半径约 600 公里，约占火星半径的 1/5.倘若将火星按比例放大至地球那般大小，其内外核结构比例与地球极为接近。

　　进一步研究显示，火星外核与内核之间存在约 30% 的波速跳变和约 7% 的密度差异。基于这一关键数据，团队对内核矿物组成深入探究，发现火星核并非由纯铁镍构成，还囊括 12%—16% 的硫、6.7%—9.0% 的氧以及不超过 3.8% 的碳。这种富含轻元素的星核结构，不仅为解开火星磁场从早期活跃走向如今沉寂的演化谜团提供了关键线索，也为对比地球与其他类地行星内部演化差异筑牢了重要根基。

　　这一成果意义非凡：从科学认知维度，首次在地球之外的行星确认固态内核存在，证实火星与地球相似的核幔分异结构，极大深化了人类对类地行星内部结构的理解;在技术方法层面，团队创新研发的火星地震学方法，为未来探月等任务运用地震学探测月球等星体深部结构，提供了极具价值的参考范例;就科研实力而言，充分彰显出我国在行星科学与地球物理交叉研究领域的卓越创新能力与强大国际影响力。9 月 3 日(北京时间)，这项重磅成果荣登国际顶级学术期刊《自然》，并被选为期刊新闻稿。

　　揭示植物基因起源新机制，改写传统认知

　　长期以来，科学界笃信新基因源于已有基因的错误复制、融合或拆分。然而，我国科学家的最新研究，一举打破了这一传统认知。北京时间 9 月 2 日深夜，国际学术期刊《细胞》刊发了华中农业大学果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室宁国贵教授团队的研究成果 ——《一个从头起源基因驱动玫瑰香气多样化》。该研究揭示了全新基因诞生的多步骤历程，以及其对植物表型的影响机制，为重新审视植物基因起源机制开拓了全新视角，更为植物学领域从头设计新基因、改良生物性状点亮了新思路。

　　月季，资源丰富多样，拥有数百个自然种与上万个栽培种，园艺价值极高，是生物多样性研究的理想模式植物。宁国贵教授团队以月季为研究突破口，发现了一个全新基因，并将其命名为 SCREP。研究证实，该基因宛如一位精准的 “调香师”，能显著抑制月季花关键芳香物质 —— 丁香酚的合成。而这个全新基因的诞生，历经千百万年漫长岁月，通过多步骤 “精心拼装” 而成。大约 6300 万年前，同为蔷薇亚科物种的树莓中，突然出现一段无功能的 “非编码 DNA”。直至 1600 万年前，随着蔷薇属物种植物的持续演化，这些零散的基因片段逐步整合，演变成可编码蛋白质的完整基因框架。随后，一个名为 MITE 的 “跳跃基因” 精准插入其启动区，如同为基因安装了强力 “能量电池”，促使 SCREP 基因高效表达，最终对蔷薇属植物的花香产生了决定性影响。

　　团队对 38 种涵盖野生种、古老栽培种及现代栽培种的蔷薇植物，开展全面基因测序与香气成分分析，结果发现：SCREP 基因广泛存在于进化程度较高或经人工选育的蔷薇品种中。那些缺少该基因，或者其启动区域未插入 MITE “跳跃基因”(即无 “能量电池”)的植株，往往能释放出更为浓郁的丁香酚香气。这一发现充分表明，SCREP 基因的有无及表达强度，是塑造蔷薇属植物多样花香 “个性” 的核心要素之一。

　　该发现的价值不仅体现在为月季花香性状的定向调控夯实了理论根基，更在合成生物学领域展现出广阔应用潜力。未来，有望突破传统依赖已有基因改良组装的技术瓶颈，凭借从头创造新基因的方式，实现对植物性状的精准改良。

　　探月 “爱神” LOVEX 取得新进展，开拓天文观测新视野

　　9 月 1 日，从中国科学院上海天文台传来喜讯，我国科研团队成功搭建起国际上首个月球轨道 VLBI(甚长基线干涉测量)系统，并于近期在月 - 地长基线上，成功捕捉到天体射电辐射与航天器信号的干涉条纹。目前，该系统所有在轨设备运行稳定，性能指标完全符合设计要求，为超高分辨率射电天文学以及精确航天器跟踪开辟了崭新路径。相关成果已于近日在学术期刊《中国科学：物理学 力学 天文学》英文版在线发表。

　　中国科学院上海天文台科研人员牵头负责的月球轨道 VLBI 试验系统(LOVEX，Lunar Orbital VLBI EXperiment)，是中国月球探测工程嫦娥七号的重要科学组成部分。LOVEX 巧妙借助嫦娥七号鹊桥二号中继星平台及其相关设备(包括 4.2 米口径 X 波段天线、固存和 S/Ka 波段通信系统等)，并在鹊桥二号搭载 VLBI 专用设备，成功构建起国际上首个月球轨道 VLBI 系统。LOVEX 与地面 VLBI 台站携手开展联合观测，组成的月地基线空间 VLBI 网，拥有长达约 38 万千米的超长基线，具备超高空间分辨率，能够开展深空探测器精密测定轨工作，以及具有重大科学意义的天文观测研究。

　　VLBI 专用载荷设备由上海天文台牵头，联合国内多家航天电子技术单位共同完成研制。主要设备涵盖 X 波段低温接收机及制冷机控制单元、被动氢原子钟、变频和数据采集后端、VLBI 馈源、波束波段及电缆组件等。鹊桥二号中继星于 2024 年 3 月 20 日成功发射，并顺利进入椭圆环月轨道，目前稳定运行于近月点 300 公里、远月点 16 万公里的轨道。VLBI 设备经过严格单机测试，各项指标均满足要求。

　　LOVEX 首次 VLBI 实验将观测天体锁定为类星体 AO 0235 + 164.该目标源是已知的明亮耀变体，射电辐射强烈，亮温度极端，且位于月球轨道平面附近，月地投影基线变化幅度大，是验证 LOVEX 探测极限的绝佳目标。LOVEX 联合上海天马、昆明、南山等地面望远镜，于 2024 年 10 月 18 日首次在 0.37 倍地球直径的投影基线上，成功探测到该源的干涉条纹。2025 年 1 月 23 日，在 5.5 倍地球直径基线上实现 512MHz 全带宽观测，数据质量大幅提升，这些成果有力验证了 LOVEX 具备探测亚毫角秒尺度结构的强大能力。此外，LOVEX 还成功应用于深空探测领域，精准完成对地月 L2 点的嫦娥六号轨道器的精密定轨，充分彰显了该系统在前沿天文研究与我国深空探测能力提升方面的双重价值，凸显了我国在空间科学仪器研发和天文观测技术上的创新实力。

　　LOVEX 作为第一个由一个国家独立完成的空间 VLBI 系统，成功检测到天体射电辐射和航天器信号在月 - 地基线的干涉条纹，充分表明该系统各项设备运行正常，性能和指标达标，整体运行成功，为超高分辨率射电天文学和精确航天器跟踪开辟了新的可能性。作为世界上第四个运行的空间 VLBI 项目，LOVEX 亮点纷呈：拥有最长的干涉基线，达约 38 万千米;在所有空间 VLBI 系统中，观测带宽最宽(512MHz)，数据速率最高(2Gbps);工作在 X 波段(深空通信频段)，实现了空间 - 地球基线上首次对深空探测器的 VLBI 测量试验;在太空任务环境中首次实现对原始 VLBI 数据的机载存储;第一次将高精度被动氢原子钟用于 SVLBI。随着数据收集的持续推进和科学分析的逐步深入，LOVEX 有望为人类深入洞悉天文环境提供关键支撑，为未来深空探测能力的飞跃贡献更大力量。

　　从神秘的火星内核到微观的植物基因，再到浩瀚宇宙中的天文观测，我国科学家凭借智慧与勇气，不断冲破未知的壁垒。这些 “首次”“首创” 成果，是我国科技实力提升的生动注脚，也为全球科学发展注入了强劲的中国动力，激励着更多科研工作者勇攀科学高峰，在探索未知的道路上笃定前行 。