資源簡介

恒星的生命歷程
像地球上的萬物一樣，恒星也有一個產生、發展、滅亡的過程。
一、恒星的誕生
在恒星起源問題上，現在主要有兩種觀點：一種觀點認為恒星是由彌漫物質凝聚形成的，稱“彌漫說”；另一種觀點認為，恒星是由超密物質爆發形成的．不過，越來越多的觀測證據支持“彌漫說”，并逐漸得到大多數天文學家的公認．下面介紹這一觀點。
設想在銀河系里，遠離我們幾千光年的某個地方，一團巨大的星際氣體和塵埃云寂靜地穿越近于完全真空的空間．這團星際云的稀疏邊緣向四周黑暗延伸幾兆英里之遙．星際云占有如此廣漠的空間，因此盡管它具有巨大的質量，但原子在星際云的龐大體積里的分布是很稀疏的。
某個特定的時候，在來自宇宙空間沖擊波的作用下，相距很遠的原子突然緊緊地擁擠在一起，星際云本來是透明的，但由于原子靠近在一起，微弱的星光不再能穿透通過，這時星際云變成了暗星云．沖擊波的另一個作用效果是使有些地方含有比平均數稍多的原子數，有些地方含有比平均數略少的原子數，含原子數多的地方引力大，會把附近的原子吸引過來。以這種方式，星際云開始瓦解成團塊或球狀體。
球狀體是不穩定的，在引力作用了球狀體開始收縮，變得越來越小，其核心的壓力越來越大，溫度也隨之不斷上升．當溫度上升到一定程度后，它內部深處的氣體開始發光，這時球狀體不再是暗黑的了，它已轉變為一顆原恒星。原恒星繼續收縮，當原恒星中心的溫度達到一千萬度時，氫燃燒了，4個氫原子核結合在一起生成了氦核，這就是我們常說的熱核反應（氫核聚變）。在這個過程中，減少的質量轉換為純粹的能量。由于氫燃燒釋放出巨大的能量，原恒星最終能支撐住它的外層質量，于是收縮停止了，一顆恒星由此誕生了。
二、恒星的演化
以太陽為例來說明恒星的演化．大家都知道，太陽能夠發光的原因是因為它在不斷地進行熱核反應釋放出巨大的能量，我們看到的光就是太陽熱核反應放出的能量．每一秒鐘，在太陽的中心有6億噸氫轉換成氦，釋放出的巨大能量一方面向外界釋放，另一方面用來支撐自己外層的巨大質量．隨著時間的推移，太陽中心氦的數量越來越多，而氫的供應越來越少，直到某一天氫用完了，燃燒便中斷了．由于不再有能量向外流出，太陽的核心部分在引力作用下變得不穩定，無力支撐住自己的質量，所以含有豐富氦的太陽核心開始收縮，太陽中心的壓力和溫度迅速增加，使核心以外的各層被加熱．由于太陽核心與表面之間的各殼層仍然包含充裕的氫，在經過比較短的時間以后，收縮的核心上面的溫度達到400萬開左右，這個溫度高到可使圍繞太陽核心的一個殼層內的氫燃燒，同時，核心的這種收縮把大量的引力能轉換成熱能，把太陽大氣向外推出．
隨著殼層氫燃燒的開始，太陽突然有了新的熱核反應能源．太陽無活力核心的不斷收縮和這種新的向外大量供應能量，造成太陽發生巨大的膨脹．由于太陽的結構要保持與這種新能源的平衡，所以太陽的外層越來越向外擴展．大氣膨脹就會引起自身濕度降低，最終太陽的表面溫度降低到4000開．溫度為4000開的物體發出的主要是紅色的光，此時的太陽就變成了一顆紅巨星．變成紅巨星的太陽將變得很大，它將吞沒地球，地球將化為蒸汽．
在太陽外層膨脹和冷卻的同時，無活力的核心壓縮也在進行，太陽內部深處的溫度升到新的高度．最后，太陽中心的氦原子核在1億度的高溫下，以高速相互碰撞的形式而熔合成碳和氧，于是出現氦燃燒的新的熱核反應．氦燃燒所產生的新的能量輸出，阻止了恒星核心的進一步收縮．當氦耗盡時，便到了類似太陽這樣的恒星的生命發展的最后階段．由于沒有能力點燃任何新的熱核反應，所以恒星會一直收縮，直到體積與地球大小差不多，這時，太陽就變成了一顆白矮星．
三、恒星的死亡
從現在起再過50億年，太陽就會變成一顆白矮星而終結自己的恒星歷程．白矮星的體積不會再繼續縮小．印度天體物理學家錢德拉塞卡發現，是“電子簡并壓力”支撐住了死亡的恒星，使白矮星不再繼續收縮．這種簡并壓力并不是無限強大的，電子簡并壓力所支撐的物質總量有一個上限，這個很重要的上限是1．4個太陽質量，換句話說，只有那些殘骸質量小于1．4個太陽質量的恒星才能變成白矮星，白矮星的密度值一般是每立方厘米60噸．
如果恒星遺骸的質量大于1．4個太陽質量的話，由于電子簡并壓力無法支撐住這個質量的壓力．不得不繼續收縮，這時出現了“中子簡并壓力”．這種強大的壓力隨即有力地抗拒任何進一步的擠壓，這時，恒星的遺骸就被壓成了一顆中子星．同樣，中子簡并壓力不可能支撐住大于3個太陽質量的燃余恒星物質，因而所有中子星包含的物質必定小于3個太陽的質量．中子星的密度值一般是每立方厘米6億噸．
自然界里，有許多恒星有巨大的質量，有些星系甚至包含40或50個太陽質量的物質．這類恒星的遺骸很有可能大于3個太陽質量，這類恒星的遺骸是電子、中子簡并壓力所無法支撐的．自然界中沒有任何力量能支撐住它們，因此，在嚴酷無情的引力作用了它們只能不停地收縮．成萬億噸的燃余恒星物質的無比巨大質量從四面八方向里擠壓，使這顆星變得越來越小，這顆恒星就這樣從宇宙中消失了，遺留下來的東西被稱為黑洞．它由一個奇點（單一的點）和視界組成．
黑洞以貪婪的、永無滿足的方式吞噬東西，物體一旦掉進黑洞就永遠從我們的宇宙中移去了．因為這種物體不再是我們宇宙的一部分，所以它的許多特性便再也檢測不到．加到黑洞上去的不管是l公斤白金，1公斤氫，或者1公斤有生命的組織，我們只把它看作是加上去三公斤質量，并不考慮在此之前它是什么東西．
參考文獻
1黑洞與彎曲時空．W．J卡夫曼著，何妙福車飽印譯．北京：科學出版社，1987，9
2恒星和星云．W．J卡夫曼著，馬星恒楊建譯．北京：科學出版社，1988，4
恒星和星云
夜空中閃爍的小星星，絕大部分都是自己能發光發熱的氣體星球，這樣的天體就叫恒星。比如，北斗七星、北極星、牛郎星和織女星等。太陽是距地球最近的一顆恒星。
宇宙間恒星家族是非常龐大的。在一年四季星空中，用肉眼能直接看到的恒星就有6000多顆。通過天文望遠鏡觀測恒星時，恒星也只是一個個星點，絕對分辨不出它們的視面。這是因為恒星離地球都十分遙遠，除太陽外，離地球最近的恒星是半人馬星座中的比鄰星，它離地球約4.2光年，約合40萬億千米。盡管恒星距地球如此遙遠，天文學家們還是弄清了恒星的結構、物理性質、化學成分、空間分布、運動規律和演化過程等。
恒星的體積差異十分懸殊。太陽在恒星世界中論體積只是一顆中等身材的恒星。織女星的直徑是太陽直徑的2.8倍，心宿二的直徑是太陽的600倍，仙王座VV星的主星直徑是太陽的1600倍。也有比太陽還小的恒星，如天狼星的伴星，它的直徑只有5000多千米，比地球還小。
恒星本身是千變萬化的，它也有類似生物一樣的誕生、發展、衰老和死亡的過程。比如，金牛星座中的畢宿五，它的顏色發紅，表面溫度低，屬老年恒星。御夫星座中的五車二，顏色發黃，表面溫度約5500℃，和太陽一樣屬火力旺盛的壯年恒星。天狼星發出藍白色的光芒，表面溫度高，是恒星中風華正茂的青年后生。
恒星際空間不是真空，其中充滿形形色色的物質。這些物質包括星際氣體、塵埃、粒子流、宇宙線和星際磁場等，統稱為恒星際物質。而這些物質的分布也是不均勻的，氣體和塵埃比較密集的區域，形成各式各樣的云霧狀天體，就叫星云。它們是銀河系內重要的物質組成。
火星
有關“火星運河”“火星人”的宣傳報導，曾吸引著很多人，但是，這些都是虛構的科學幻想。火星是繞太陽運動的行星。它的體積比地球小，赤道半徑只是地球的一半，約3395千米，質量約是地球的11%。火星的自轉周期很像地球，地球自轉一周約24小時，火星自轉一周為24小時37分鐘，也就是說，火星上一晝夜長度和地球差不多。火星繞太陽一周要687個地球日，約相當于地球上的兩年。火星自轉軸與軌道面的交角為66°01′，而地球自轉軸與軌道面的交角為66°33′，兩者又極相近。這就表明，火星上也有如地球上一樣的四季變化。當然，火星上的每個季節比地球上的長一倍。
火星與地球相似，存在著大氣和水。大氣層很稀薄，約相當于地球30千米～40千米高處的大氣密度。大氣成分也不同，約95%是二氧化碳，水氣的含量很少。在火星兩極地區呈現白色斑塊，叫極冠。這一點也很像地球兩極的冰封雪地，表明火星兩極還是有水的，不過都是以冰的形式存在。1997年7月“火星探路者”號飛船發回的照片表明，火星在30億年～10億年前發生過多次特大洪水。火星表面的地形和地勢極其復雜，有山脈、高地和環形山，也有平原、溝槽和火山。火星表面的土壤和沙漠中含有大量的氧化鐵，因此，火星顯現紅色的光輝。
揭開太空神秘的面紗
第二次世界大戰之后，美、蘇通過分別接收參與V-2研制的部分專家、設備及資料，為這兩個國家的火箭和導彈技術的迅速發展創造了有利的條件。在V-2的基礎，以美、蘇為主研制的火箭武器得到迅速發展。各種類型的導彈武器相繼問世，并形成了一個完整的導彈武器系統。
通過各種型號導彈的研制，人們積累了研制現代火箭系統的經驗并建立了初具規模的配套工業設施。至此，不少科學家意識到，人類已經初步掌握了進入空間的基本技能。
1957年10月4日，蘇聯成功地發射了第一顆人造地球衛星，從而開創人類的航天新紀元；1961年4月12日，蘇聯成功地發射了第一艘“東方號”載人飛船，尤里·加加林成為人類第一位航天員，揭開了人類進入太空的序幕。
一、“阿波羅”登月計劃
1969年7月20日，美國航天員阿姆特朗和奧爾德林駕駛“阿波羅”11號飛船的登艙降落在月球赤道附近的靜海區。首次實現了人類登上月球的理想。這是一次震動全球的壯舉，也是世界航天史上具有重大歷史意義的成就。此后，“阿波羅”12、14、15、16、17號相繼登月成功，對月球進行了廣泛的考察。“阿波羅”工程集中體現了現代科學技術的水平，推動了航天技術的迅速發展。
二、航天飛機計劃
1981年4月12日，世界上第一架航天飛機“哥倫比亞號”，在一片歡呼聲中徐徐上升，進入太空，在軌道上遨游了54小時后，安全地返回地面，航天飛機為人類自由進出太空提供了很好的工具，是航天史上的一個重要里程碑。
航天飛機是可以重復使用的、往返于地球表面和近地軌道之間、運送有效載荷的飛行器。航天飛機能常設計成火箭推進的飛機，它發射時像火箭那樣垂直起飛，返回地面時又像滑翔機或噴氣客機那樣下滑和著陸。航天飛行集中了許多現代科學技術成果，是火箭、航天器和航空器技術的綜合產物。它的特點是可以多次重復使用，發射成本較低，用途廣泛。
航天飛機用途廣泛，如在太空發射各種衛星。航天飛機的貨艙能容納兩顆五六噸重的衛星，當航天飛機進入軌道后，就可以把裝在貨艙中的衛星送入太空。這樣，不僅簡化了衛星的發射程序，而且也降低了衛星發射成本。如果在軌道上軌道運行的衛星或飛船出了毛病，航天員可駕駛航天飛機接近它，然后把它抓回貨艙，進行修理，修好后再放進太空繼續工作。
如果在貨艙里裝上各種科學儀器和設備，那么，貨艙就成了太空實驗室，可以供科學家們進行科學研究和實驗。這樣，可充分利用太空的特殊環境完成地面難以或無法進行的科學實驗。當然，也可以利用貨艙制造地面難以生產的工業產品或高純度的藥物，如提取治療腦血栓的尿激酶和多種抗癌藥物。目前，各航天強國正著手研究更為先進、經濟的天地往返運輸系統——單級或兩級水平起降的航天飛機。
三、探索火星之謎
火星是太陽系中的第四顆行星，也是我們地球的鄰居。火星上有沒有生命一直是科學家們多年來爭論不休的問題。大多數科學家持否定態度，認為在火星上不可能存在生命，哪怕是極小的微生物，但有一些科學家卻始終如一地堅持認為火星上可能存在生命現象。
1976年7月20日在火星表面軟著陸的美國“海盜1號”探測器，攜帶一臺用來進行生物實驗的儀器。這臺儀器把一種化學藥品注入到火星表面9個地點的土壤中，然后檢測土壤中的有關生命信號。如果土壤中存在著微生物，它們“吃掉”化學藥品后，會釋放出氣體。由于儀器的靈敏度很高，很容易測到這種氣體。果然這臺儀器探測到了微生物“打嗝”聲，因此，一些科學家認為火星上可能存在著生命。
而許多科學家對這些實驗提出異議。但十多年來少數科學家仍然堅持認為火星上有生命，并一再建議美國宇航局再次向火星發射探測器，進一步探明火星上有無生命存在。他們認為，如果火星上確實存在生命，且發現火星上和地球上的生命之間毫無聯系，那就有巨大的科學價值，就可以證實，生命曾不止一次地產生過。
近幾年來，少數科學家的發現和見解引起許多科學家的興趣和重視。1989年，美國首先提出載人登上火星的計劃。但是真正實現這個計劃又談何容易呢？各國科學家都認識到，只有各國聯合起來，讓航天員共乘一艘飛船，聯合飛往火星，才能揭開火星的奧秘。
(《圖解當代科技》作者：比爾·李)
窺探早期的宇宙
數月來，宇宙學家們一直期盼著由一只南極探測氣球收集到的、有關宇宙邊緣的數據。終于，在4月27日《自然》雜志上發表了一幅圖，該圖給出目前為至最詳細的原始宇宙觀測結果，揭示出大爆炸后不久宇宙的形狀和物質的分布情況。這些數據支持當前流行的觀點，即宇宙是"扁平"的，但也對有關早期宇宙的另一重要假說提出了質疑。
那只體積為80萬立米的氣球上有一套靈敏的、名為BOOMERANG的微波探測器。1998年年末，氣球在南極上空盤旋了10天，然后在氣流的作用下，回到了施放地點。BOOMERANG在空中控測了宇宙微波背景（CMB）下擾動的大量樣本，其中，CMB是從各個方向襲擊地球的持續的電磁聲波。這些遙遠的聲音是大爆炸之后的遺留輻射。
CMB能夠揭示宇宙的形狀。依據相對論，我們生活的、包括時間和空間在內的四維"薄片"可以被彎曲。多年來，天體物理學家一直在尋找彎曲的空間-時間可能扭曲遙遠物體形狀的方式，天文學家有望因此說出我們生活的空間的形狀：是球狀的？還是鞍狀的？或者都不是？BOOMERANG和其它CMB的實驗則說明，擾動并未出現在彎曲空間之中應當發生的扭曲。
盡管天文學家將這作為扁平宇宙的證據，BOOMERANG別的一些數據卻讓他們感到驚訝。理論計算表明，微波背景下的擾動在許多不同的尺度下都會發生，每一種對應著數據上的一個"峰值"。BOOMERAN看到了對應著約1度大小擾動的峰，按理還應該出現一個半度的峰，但是沒有。賓夕法尼亞大學的物理學家MaxTegmark說："這很有趣，我心理惡作劇的一面也希望發生這種事情。
缺失的峰意味著天體物理學家必須擰動，或者說修改他們的有關宇宙形成的模型。如何準確地做到這一點大大依賴于將來的數據結果。BOOMERANG的許多數據有待處理。今年秋天，美國宇航局將發射一顆名為MAP的微波探測衛星，屆時會有更多的數據。新的CMB峰將告訴科學家，宇宙中有多少不可見的暗物質和普通的物質，并有助于闡明宇宙初始30萬年的細節。Tegmark說："在我看來，這個實驗確實意味著一個新時代的開始。"
（科學時報）
流星和隕石
在晴朗而幽靜的夜空中，有時會突然出現一道亮光劃破夜空，這種飛流而逝的天象叫流星。民間也叫賊星，意思就是不正常的星。
太陽系行星際空間游蕩著一些碎小的固體物質，叫流星體。在地球繞太陽運動的過程中，它們有時以每秒十幾千米到幾十千米的速度撞入地球大氣層，與大氣發生劇烈的摩擦，形成生熱發光的現象。絕大多數的流星體質量都很小，固體碎塊很快就摩擦完，化為氣體和灰塵飄浮在離地面80千米～120千米的大氣高層。就同一個地點來說，每夜都能看到一些單個的流星。當地球穿過許多流星體時，這時夜空中就會出現較多的流星，它們似乎都從天空同一點射出。這種現象叫流星雨。比如，每年10月底11月初有獅子座流星雨。每年8月上旬有英仙座流星雨等。
如果流星體沒有在大氣中全部燃燒氣化，剩下的可以隕落或飄落到地球上來，這些來自行星際空間的“貴客”就叫隕石，也叫隕星，民間還稱之為“天落石”。隕石根據其成分，又可分為石隕石、鐵隕石和石鐵隕石3類。隕石身上有豐富的太陽系演化、物質結構和太陽系早期生命起源的信息。中國吉林隕石雨中的一號隕石是現知世界上最重的石隕石，重約1770千克。中國新疆鐵隕石重約30噸，是世界第三大鐵隕石。
日食和月食日食趣聞
在過往漫長的歷史長河中，由于對日食認識的局限，曾經出現過無數神話與傳說，而不同時期的統治者也曾出于需要，散布和渲染過種種恐懼。如今，科學的發展已經使人們對日食這一天文現象有了更真切的了解。以下所錄，是數則與日食有關的傳說和趣聞。
▲全球大部分地區對日食最流行的古老傳說———妖怪吃掉太陽。
▲阿斯特克人（墨西哥印第安人）每見日食，女人都歇斯底里地驚叫，因為他們認為這是魔鬼即將降臨世間吃掉人類的信號。
▲斯堪的納維亞人部族認為日食是天狼食日；越南人說那大妖怪是只大青蛙；阿根廷人說那是只美洲虎；西伯利亞人說是個吸血僵尸；印度人則說是怪獸。
▲美國的奧吉布瓦印第安人在日食發生時會向天發射帶火焰的箭，意圖是“再度點燃”太陽。
▲日本歷史上曾有規定：在日食當天可停止工作，囚犯可獲大赦。
▲日食甚至曾令一次古代戰役以和解告終。古希臘歷史學家希羅多德如此著述：公元前585年呂底亞人和米提亞人交戰，決戰當天戰場上空突然發生日食，雙方見狀，馬上宣布休戰，重建太平盛世。
古人看到圓圓的太陽或圓圓的月亮產生逐漸虧缺現象的時候，以為是天狗來吃太陽或月亮了。他們感到驚慌失措，于是便敲鑼打鼓企圖嚇跑天狗，實際上，這種日虧月缺的現象就是日食或月食。
地球是繞太陽運動的，月亮是繞地球運動的。在太陽、地球和月亮這3個天體中，只有太陽是自己發光的，月光是反射的太陽光。在這3個天體相對位置發生變化的過程中，當月亮走到太陽和地球之間，且這3個天體差不多在一條直線上時，月亮被太陽照射形成的影子就會投到地球上來，月亮本影掃過的地區人們就會看到月亮把太陽完全遮住的現象，這就是日全食。月亮半影掃過的地區，人們會看到月亮遮住太陽的一部分，這是日偏食。有時，月亮的本影不能到達地面，而在月亮本影尖端延長線掃過的地區，人們就會看到太陽中間被月亮遮住了，太陽邊緣還留下一圈明亮的日面，這叫日環食。
當地球走到太陽和月亮中間，且三者差不多成一條直線時，月亮就會走入地球在背著太陽方向形成的影錐里。月亮一部分進入地球的本影，發生月偏食；月亮全部進入地球本影，發生月全食。不過，月全食的時候仍然能看到月亮，這時月亮呈現非常壯美的銅紅色，這是由于太陽光通過地球低層大氣時，陽光中的紅光被折射到地球本影內，投到月面而形成的。
就同一個地點來說，不是每年都可以看到日食和月食。但是，就整個地球上來說，每年都要發生幾次日食和月食。每年最多是5次日食和2次月食，或4次日食3次月食，最少是2次日食，沒有月食。最少見而又最壯麗的要數日全食現象。當月亮把太陽全部遮住時，天空突然變暗，亮星出現，遠處天邊可見微微的亮光，最引人注意的是太陽周圍出現美麗的銀白色光芒，它是太陽最外層大氣，叫日冕，一般人平時是見不到它的。日全食剛一發生或將要結束的一瞬間，還可以看到從太陽上射出一道光芒，叫貝利珠現象。因此，每當出現一次日全食，天文工作者和廣大天文愛好者都要不遠萬里前往日全食帶進行觀測，從而研究太陽和近地空間的地球物理現象。百聞不如一見，日全食會給每位觀測者留下終生難忘的印象。
現在，天文學家還可以準確地預告日食和月食發生的時刻、見食地區和見到的食相。
神秘的飛碟
1947年6月24日，美國愛達荷州一位名叫阿諾德的企業家，駕駛著私人飛機飛近雷尼爾山時，發現在起伏的山峰間忽隱忽現地飛著9個連成一串的碟狀物體。它們高速掠過空中，跳躍前進，并像鏡子一樣在陽光下閃閃發光。阿諾德一著陸，馬上報告了這一情況。這一事件經報紙傳開后，飛碟成了人們的熱門話題。飛碟是指未經查明來歷的空中飛行物，國際上通稱UFO，UFO是不明飛行物的英文縮寫。
飛碟并非近代才出現，在中國內蒙古狼山峽谷中，史前期的人類巖畫上就有近似于今天所說飛碟的圖案。在新石器時代仰韶文化的出土文物中，已發現有酷似宇航員的塑像和圖形。中國宋代學者沈括在《夢溪筆談》中還詳細地記述了一次飛碟出現的經過。20世紀40年代以來，有關飛碟的目擊報告急劇增多，對飛碟的描述也越來越詳細。報紙、雜志、電臺和電視臺相繼發表發現飛碟的報道，有人拍攝了飛碟的照片，有人拾到了飛碟的碎片，甚至還有人聲稱看見過“外星人”。
據目擊者們記述，飛碟的形狀有上百種，大多數呈碟形、橢圓形、圓柱形、球形、雪茄形或三角形等。飛碟的大小也不一樣，大的直徑有200米，小的只有幾十厘米。它們在夜空中能夠發出十分耀眼的光亮，并改變光的顏色，光束還會轉彎和伸縮。光的顏色有白色、紅色、橘紅色、綠色、藍色、紫色等。飛碟在空中高速和緩慢移動，有“倏然”加速的能力，以難以置信的速度迅速上升或消逝。
面對紛繁無比的飛碟目擊事件，持肯定態度的人認為，飛碟是一真實現象，它是宇宙中高度文明生命造訪地球的航行工具；持否定態度的人認為，飛碟并不存在，它只不過是人的幻覺或是目擊者對自然現象的曲解，可以用天文學、氣象學、生物學、心理學、物理學和其他科學知識來加以說明。1952年和1966年美國曾兩次成立科學家小組，對飛碟進行專門研究，科學家認為約有90%的飛碟事件，可用天文、大氣現象，或用飛機、飛鳥、氣球、探照燈、熱氣體，甚至海市蜃樓來解釋。1969年美國公開發表37位科學家對59起飛碟事件詳細研究后撰寫的報告《不明飛行物的科學研究》，否認了“天外來客說”。但飛碟并沒有從此消失，報紙、雜志上經常有飛碟出現的最新報導。全世界仍有許多科學家和普通人深信“天外來客”說。世界各國仍在對飛碟進行追蹤、調查和研究，中國的飛碟愛好者也于20世紀80年代初成立了中國UFO研究會。

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