這隻巨蟹藏著什麼宇宙級密碼?
上期《每日星圖》說「上帝之手」的時候,我預告了蟹狀星雲,因為兩者都屬於脈衝風星雲。而且,在天文史上蟹狀星雲遠比前者有名,下面咱就說說。
蟹狀星雲,Crab Nebula,天文編號NGC 1952,也叫M1、金牛座A。
位於金牛座,直徑6光年,距離地球6500光年,這是NASA給出的數值,也有資料說是7200光年。
這就是蟹狀星雲的真面目,由哈勃高級巡天照相機多次拍攝,合成24張照片處理形成的。這些燈絲狀結構的溫度高達18000°C,每立方厘米包含1300種殘骸物質。從無線電到X射線,蟹狀星雲的灼熱氣體發出的輻射跨越整個電磁波譜。其中的綠調調似乎帶來了春天的氣息。
儘管蟹狀星雲遠比「上帝之手」小得多,但在人類天文觀測史上它卻早得多。公元1054年,中國、日本、阿拉伯、美洲原住民都觀測到了這顆神秘的星星。因為當時這顆星星的亮度大大超過了金星,是金星的6倍,甚至連續23天白天都能看到。
中國正值北宋至和元年,史稱「天關客星」,也因為記載得最為詳盡,如今國際天文界就把這顆蟹狀星雲稱為「中國超新星」。
1840年,英國天文學家威廉·帕森思William Parsons,使用36英寸望遠鏡觀測到這個有點像螃蟹的星雲,於是就把它稱為蟹狀星雲 Crab Nebula,也有翻成螃蟹星雲、巨蟹星雲的。
真正把西方觀測到的「蟹狀星雲」和中國記載的「天關客星」聯繫在一起的,不是別人,正是大名鼎鼎的美國天文學家埃德溫·哈勃Edwin Hubble,1928年他提出Crab Nebula就是1054年出現的客星。
蟹狀星雲之所以著名,除了上面的故事之外,最主要的原因是在它的中心,天文學家首次發現了超新星爆發之後坍縮的天體,時間是1969年。
這是蟹狀星雲脈衝星的X射線照片,由錢德拉X射線天文台拍攝。
這個天體名叫蟹狀星雲脈衝星,天文編號PSR B0531+21,是一顆相當年輕的中子星,直徑大約25公里,質量卻跟太陽差不多,強度竟是鋼鐵的1000億倍,自轉周期高達33毫秒,也就是每秒自轉30次。這個瘋狂旋轉的天體產生出可怕的磁場,釋放出驚人的1萬億伏特高壓。
蟹狀星雲之所以在天文界赫赫有名,就因為中心藏著這顆強大的「心臟」,以極為精確的節奏脈動著。這顆心臟——蟹狀星雲脈衝星,常被用作X射線天文學中衡量X射線強度的標準之一,也用於調整X射線探測器的計時。
這張蟹狀星雲圖拍攝於2012年,合成了哈勃太空望遠鏡的光學數據(紅色部分)和錢德拉X射線天文台的X射線圖像(藍色部分)。
這張蟹狀星雲圖拍攝於2015年,合成圖像中,X射線圖像(淺藍色部分)、紅外線(紅色部分)、可見光(深藍和綠色)。
愛動腦筋的朋友可能要問了:你剛才說了蟹狀星雲有兩個知識點:距離地球6500光年;公元1054年超新星爆發。1054年距今還不到1000年呢,爆發時的光波要傳到地球,被人類觀測到,至少需要6500年,也就是公元7554年才能觀測到呀,怎麼可能被當代的哈勃望遠鏡拍到爆發後的星雲照片呢?這不是自相矛盾嗎?換句話說,天文學家怎麼能推測出蟹狀星雲是1054年爆發的呢?
其實,這是個表述方式的問題。通常我們(包括天學家們)說的蟹狀星雲是在1054年爆發的,準確點說,應該是在1054年觀測到的,這就意味著超新星爆發是在此前的6500年前發生的。之所以這樣說就是為了表述簡潔明了。
但如果說成「公元前5446年超新星爆發,直到公元1054年被古代星官們觀測到」,這種表述可就錯大了。
一是很不科學。天文學家測定蟹狀星雲距離地球6500光年,其實只是估值,而非精確值。前面我說了還有測出7200光年的呢,所以不能直接用在年份推算,說成「公元前5446年出現超新星爆發」,非常不嚴謹。
二是畫蛇添足。通常我們在說天體事件時,都是以我們的視界為準,都是針對地球時間坐標來說的,所以我們才會說「公元1054年超新星爆發」。要是再徒增其他時間表述,既沒有意義也容易混淆。我們只要能清楚表達「超新星爆發是在1054年被觀測到的」就行了,而沒必要畫蛇添足,增添複雜說法:「公元前5446年超新星爆發,光在宇宙傳播6500年後,在1054年被人觀測到」。科學表述追求的是奧卡姆剃刀原理:如無必要,勿增實體。簡單有效,再好不過。
同樣道理,我們也可以理解其他表述了:SN 1006在公元1006年爆發的,距我們7200光年。
至於說,此時此刻的蟹狀星雲又是啥樣?目前我們人類無法知道,因為我們不在光錐之內,要等到6500年後才能觀測到。我們現在看到的蟹狀星雲,只是超新星爆發後900多年的模樣,實際上它已經爆發了7000多年。
從這個角度看,其實人類挺可憐,似乎無法跳出時空的囚籠,除非終有一天人類能夠超光速航行,穿越時空蟲洞。難怪有那麼多科幻小說偏愛超時空幻想,神遊於物理世界之外。
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