從哈勃看宇宙——蟹狀星雲與天關客星

這是目前蟹狀星雲分辨率最高的一張照片,由哈勃太空望遠鏡拍攝的24照片拼接而成。

從哈勃看宇宙——蟹狀星雲與天關客星

蟹狀星雲

蟹狀星雲是位於金牛座東北面的一個超新星殘骸和脈衝風星雲,距離地球大約6500光年,直徑達11光年,是銀河系英仙臂的一部分。1731年最先由英國天文愛好者約翰·貝維斯記錄,1771年法國天文學家梅西耶給蟹狀星雲編號為M1。

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星雲中的脈衝星

1969年天文學家發現蟹狀星雲的中心是一顆脈衝星,直徑約28–30公里,每秒自轉30.2次,併發射出從γ射線到無線電波的寬頻率範圍的電磁波。

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蟹狀星雲內部週期性變化(哈勃觀測)

天文學家對比蟹狀星雲以往的照片發現它在不斷擴張,速度高達1500千米/秒,於是天文學家便根據這一速度反過來推算它形成的時間,結果得出一個結論:在900多年前,蟹狀星雲很可能只有一顆恆星的大小。928年美國天文學家哈勃首次把它與超新星拉上了關係,認為蟹狀星雲是公元1054年超新星爆發後留下的遺蹟,它是首顆被確認為歷史上超新星爆發遺蹟的天體。

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《宋會要》對超新星爆發的記載

1054年的超新星爆發,當時中國、印度、阿拉伯和日本天文學家都對這一天文現象進行了記載。中國的《宋會要》記載:“嘉佑元年三月,司天監言:客星沒,客去之兆也。初,至和元年五月,晨出東方,守天關,晝見如太白,芒角四出,色赤白。凡見二十三日”。

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天關,金牛座

意思是在1056年的農曆3月,古代的天文臺發現之前新出現的星星看不到了(古代的客星一般指新星、超新星、彗星、流星等),是客(作者沒查到這個客指的是什麼,知道的小夥伴可以留言告訴我)要走的徵兆。這顆新星開始出現的時候是1054年的農曆5月,出現在早晨東方,在金牛座的位置,在白天像金星一樣明亮,發出紅白色的光。之後的23天裡,白天在天空中都可看到這顆星星。

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超新星爆發

超新星爆發是大質量(≥7個太陽密度)恆星演化末期一種劇烈爆炸。這種爆炸極其明亮,整個過程所發出的電磁輻射能夠照亮其所在的整個星系,並且可以持續幾周至幾個月,然後才會逐漸衰減至不可見,就像《宋會要》中關於天關客星的記載。在這段時期裡,一顆超新星所輻射的能量可以與太陽一生輻射能量的總和相媲美。大質量恆星通過超新星爆發的形式,將其大部分甚至幾乎所有物質以十分之一光速的速度向外拋散,並向周圍的星際物質輻射激波,這種激波會導致形成一個膨脹的氣體和塵埃構成的殼狀結構,這被稱作超新星遺蹟,蟹狀星雲就是這種遺蹟。

本文參加#科學V計劃#,內容為作者原創。


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