科學界每個月都會湧現出大量令人驚嘆的研究成果，但受限於篇幅，許多精彩故事難以一一呈現。本文精選了8月份幾項差點被錯過的重要科學發現，涵蓋天文學、材料科學、生物學和工程學等多個領域。
發現"黑洞星
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2024年，天文學家在整理詹姆士·韋伯太空望遠鏡的數據時，發現了數百個神秘的"小紅點"，研究人員普遍認為這些是早期類星體，存在於宇宙誕生後數億年內。其中一個特別的紅點引起了科學家的強烈興趣：它極度紅潤且異常明亮，但其性質與任何已知天體都不吻合。
天文學家最終得出結論，這個小紅點是一顆"黑洞星"——其體積與大質量恆星相當，但產生的能量遠超核聚變所能達到的上限，更接近活躍黑洞的能量輸出。相關研究成果發表於《自然》雜誌。
研究人員最初認為該天體呈紅色是因為周圍存在塵埃，但觀測發現其光線在特定波長以下完全消失，呈現出一種被稱為"巴爾末跳變"的現象，通常是恆星大氣的特徵，而此次觀測到的跳變幅度是有史以來最深的。此外，其光譜中沒有任何金屬或氫、氦以外元素的痕跡。
研究團隊通過電腦模擬得出結論：這個被命名為MoM-BH*-1的紅點是一顆黑洞星——一個質量約為100個太陽質量的中央黑洞，被一個與太陽系大小相當的緻密氫氣繭包裹，亮度是普通恆星的1000億倍。此後又有兩顆類似天體被確認，天文學家希望黑洞星的發現有助於解開超大質量黑洞在宇宙大爆炸後如此迅速形成之謎。
用塑料瓶製作餅乾
塑料污染是嚴峻的環境問題，微生物正在幫助科學家從多個角度加以應對。美國南伊利諾伊大學的科學家找到了一種利用微生物分解聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）的方法——這種材料正是塑料飲料瓶的主要成分——並將其轉化為可食用餅乾，研究人員認為這種餅乾非常適合未來執行深空任務的宇航員、潛艇乘員或月球、火星殖民地的居民。該成果已在美國化學學會芝加哥會議上展示。
該校教授拉希魯·賈亞科迪及其團隊認為，塑料和食物都以碳為基礎，因此食品可以成為PET廢料升級再造的理想出口。研究人員通過專有工藝，利用高溫高壓下的水和氧氣將塑料瓶分解成細小碎片，使其更易被微生物處理，隨後由不同種類的酵母菌將這些碎片轉化為蛋白質、脂肪和酸類物質。
最後一步是加入纖維、澱粉和甜味劑，通過3D印表機將"麵團"擠壓成型，製成小餅乾，研究團隊將其命名為μBites（微型餅乾）。目前尚未進行人體味覺測試，但參與者表示餅乾聞起來很香，並表示在食物極度匱乏的情況下願意嘗試。研究團隊也在持續改善口感，預計數年內可達到可直接食用的標準。
鯨魚叫聲與愛因斯坦的相對論
鯨魚叫聲與愛因斯坦狹義相對論之間似乎風馬牛不相及，但據賓夕法尼亞大學訪問學者、海洋學家約翰·斯皮斯伯格的研究，兩者之間確實存在關聯。故事始於斯皮斯伯格在調試一個計算鯨魚叫聲正確聲速的程序時——這是他鯨魚追蹤方程中的關鍵參數。鯨魚叫聲可以在水下傳播100千米，通過比對聲音到達海底各接收器的時間，可以確定鯨魚的位置。
然而，斯皮斯伯格不斷得到不同的聲速數值，從每秒1000米到3000米不等（海水中標準聲速約為每秒1500米）。他意識到這並非軟體漏洞，而是一種物理效應：當鯨魚靠近水面時，接收器會同時接收到直接信號和其反射回聲，從而產生時間干涉現象，使信號最強峰值看起來像是在加速，有時甚至似乎超過了光速。但實際上，編碼資訊仍然遵守狹義相對論的核心原則，並不違反物理定律。相關論文發表於《物理評論E》期刊。斯皮斯伯格目前正在搭建模擬海底聲學參數的麥克風陣列，以期在真實環境中記錄這一效應。
每種蚊子都有自己的"偏好"
科學家早已知道蚊子會被特定的體味化學物質所吸引，但一項發表於《iScience》期刊的新研究表明，每種蚊子都有其獨特的偏好，因為它們解讀人體氣味的方式各不相同。這一發現有望推動開發針對特定蚊種的驅蚊劑，以及更有針對性的區域蚊媒疾病防控策略。
佛羅里達國際大學馬修·德根納羅領導的研究團隊選取了三種蚊子：埃及伊蚊、白紋伊蚊和致倦庫蚊，將三種蚊子暴露在119名願意為科學貢獻自己"被咬機會"的志願者面前。研究發現：埃及伊蚊是日間吸血者，更偏好男性；白紋伊蚊同樣在白天活動，對酮類和植物性揮發化合物含量高的人情有獨鍾；致倦庫蚊則是夜間活動者，其選擇對象取決於個體皮膚微生物組——某些微生物組會吸引蚊子，另一些則會讓蚊子退避三舍。
牛油果樹每天多次"變性"
牛油果樹是雌雄同體植物，其花朵既可釋放花粉（扮演"雄性"角色），也可接受花粉（扮演"雌性"角色），且在一天中會在這兩種功能之間反覆切換。為避免自花授粉，約一半的牛油果樹（A型）會在上午開放雌花、下午開放雄花，另一半則相反（B型）。美國加州大學戴維斯分校的科學家已在一項發表於《美國國家科學院院刊》的研究中揭示了這一百年謎題背後的遺傳機制。
研究人員分析了數百株牛油果樹的基因組，發現一個名為SDMYB的單一基因與牛油果樹遵循A型還是B型開花模式有關。該基因存在兩個等位基因（變體），類似於許多其他物種中的兩種性染色體，其中一個顯性，一個隱性。A型樹各含一個版本，B型樹則含兩個隱性版本。
值得注意的是，同樣的兩個基因版本也存在於另外26種親緣樹種中，說明這一遺傳機制並非牛油果樹所獨有。此發現還將為種植者帶來實際好處：此前需要等到樹木開花才能判斷類型，可能需要種植後10至15年，如今在育苗階段即可通過基因檢測確定，從而合理安排A型和B型樹的種植比例，保證全天授粉順利進行。
聲音可驅動微型無人機
我們在日常生活中都曾遇到過"亥姆霍茲共振"現象——向瓶頸輕輕吹氣時產生的嗡鳴聲。瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的科學家利用這一效應，製造了由聲音驅動的微型船隻和微型飛行器，相關成果發表於《科學進展》期刊。
聲波此前已被用於使物體懸浮在空中，但EPFL團隊希望將聲音轉化為推進力。他們在設備中嵌入了由3D列印塑料、聚合物、玻璃等常見材料製成的小型中空腔體，聲波激勵腔體內的空氣，將振蕩氣體推出以產生推力。
研究團隊設計的微型船隻配有三個調諧至不同可聽頻率的腔體，通過改變揚聲器發出的聲波頻率即可控制航行方向。3D列印的微型飛行器同樣集成了三個調諧至超聲波頻率的腔體，能夠產生向上推力或氣動升力，工作原理類似直升機。
無需電力的製冷技術
標準冰箱和冷氣系統依賴卡諾循環，通過電力驅動壓縮機，藉助製冷劑氣體在高壓腔和低壓腔之間傳遞熱量。愛因斯坦和西拉德等人曾嘗試提出替代方案，並共同專利了一種無運動部件的高能效吸收式製冷系統。如今，一項發表於《自然·能源》期刊的新研究帶來了最新突破：一種由熱能驅動的彈熱製冷系統，可利用廢熱和太陽能實現製冷。
彈熱製冷系統利用形狀記憶合金的特性——施加機械載荷時升溫，釋放載荷時降溫。現有系統仍依賴電力驅動執行器來施加力。此次研究的作者找到了繞開這一障礙的方法：將兩層超薄鎳鈦合金薄膜耦合在一起。第一層薄膜在加熱時收縮，將熱能轉化為機械功，無需電動機；這一機械功隨後傳遞至第二層薄膜，引發可逆的晶體結構變化，從而產生製冷效果。
這使得利用廢熱和太陽能驅動固態製冷成為可能。目前該研究僅為可行性驗證階段，下一步是將多層薄膜串聯以提升製冷能力。若該方案能夠規模化，將非常適合利用電腦處理器自身的廢熱為其降溫，或利用傳動系統廢熱冷卻汽車中的敏感電子元件。
Q&A
Q1：什麼是"黑洞星"？它是如何被發現的？
A：黑洞星是天文學家在分析詹姆士·韋伯太空望遠鏡數據時發現的一類新型天體，其代表是被命名為MoM-BH*-1的神秘紅點。它的體積與大質量恆星相當，但能量輸出高達普通恆星的1000億倍，與核聚變無法解釋，更接近活躍黑洞的能量水平。研究人員通過電腦模擬推斷，其結構為一個約100個太陽質量的中央黑洞，外被大小與太陽系相當的緻密氫氣繭包裹，相關論文發表於《自然》雜誌。
Q2：μBites餅乾是用塑料做的，真的能吃嗎？
A：μBites餅乾的原料是PET塑料瓶，但經過微生物處理後，塑料分子已被轉化為蛋白質、脂肪和酸類等食物成分，最終加入纖維、澱粉和甜味劑製成餅乾，理論上是可以食用的。目前尚未進行正式的人體口感測試，但參與者表示餅乾聞起來很香，並表示在食物匱乏的極端情境下願意食用。研究團隊正在持續改善口感，預計數年內可達到可直接食用的標準。
Q3：彈熱製冷系統是怎麼工作的？和普通冰箱有什麼區別？
A：普通冰箱依靠電力驅動壓縮機來轉移熱量，而彈熱製冷系統利用形狀記憶合金（鎳鈦合金）在受力與釋力時的溫度變化來實現製冷。研究團隊將兩層超薄薄膜耦合：第一層受熱收縮，將熱能轉化為機械功；第二層接收機械功後發生晶體結構變化，產生製冷效果，全程無需電力，可由廢熱或太陽能驅動。該技術未來有望用於冷卻電腦處理器或汽車電子元件，目前仍處於可行性驗證階段。
