宋朝人曾發現一顆亮度僅次於日月的星體,今天已擴張到6光年大小
說到蟹狀星雲,喜歡天文學的人都很熟悉,蟹狀星雲位於金牛座,大小約為直徑6光年,距離地球大約6500光年,是近7500多年前一顆超新星爆發形成的,對地球人來說,這是千年來觀察到的最重要的天文事件之一。
中國宋朝時期,人們親眼看到了這次超新星爆發事件,最早出現時間為公元1054年7月4日(宋仁宗至和元年的五月己丑),人們在天亮之前發現金牛座方向突然出現一顆明亮的大星,亮度竟然比金星還亮幾倍,僅次於太陽和月亮,在白天都可以看到,並且以這樣的亮度保持了23天,比金星還亮的亮度是可以在夜晚看清書上的字的,可以想像它有多麼明亮。23天之後其亮度變弱,但是有一年半的時間都很亮,之後再次變弱,三年多之後才消失看不見。
當時的人們當然不知道這就是超新星爆發,只意識到這是一種十分罕見的天文現象,所以宋朝研究天文的人很重視這次事件,稱這顆星為「天關客星」,北宋天文台(司天監)一個叫楊惟德的官員曾經向皇帝彙報這件事,一些史學家將其記錄到史書中,一些史書如《宋史》,《宋會要》、《續資治通鑒》等等書籍也都有記載。
《宋史·天文志-第九》中記載:「至和元年(1054)五月己丑,出天關東南可數寸,歲余稍沒」;《宋史·仁宗本紀》則記載:嘉祐元年(1056)三月辛未,司天監言:自至和元年五月,客星晨出東方,守天關,至是沒。《續資治通鑒長編》中記載:至和元年五月己丑,客星晨出天關之東南可數寸(嘉祐元年三月乃沒)。《宋會要》記載的最為詳細,其卷五十二中記載:至和元年七月二十二日,司天監致仕楊維德言:伏睹客星出現,其星上微有光彩,黃色。謹按《黃帝掌握占》云:客星不犯陛,明盛者,主國有大賢。乞付史館,容百官稱賀。詔送史館。(到了)嘉祐元年三月,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,芒角四齣,色赤白,凡見二十三日。另外日本《明月記》也說:"天喜二年四月中旬以後,丑時客星出觜參度,見東方,孛天關星,大如歲星。"印度、阿拉伯的天文學著作也有紀錄,但是這次天文事件不見於歐洲的史書中,也許和他們正經歷黑暗的中世紀有關係吧。
這裡就不再說歷史上的記載了,說一下天關客星和蟹狀星雲是怎麼對接上的吧!在伽利略的天文望遠鏡出現之後,天文學研究有了它的幫助迅速取得了長足的進步,到18世紀的時候,西方天文學家對於星空已經有了系統的認識,1731年英國醫生、天文愛好者拜維斯發現蟹狀星雲,1771年法國天文學家梅西耶在製作著名的「星雲星團(M)表」時,把第一號的位置留給了蟹狀星雲,編號為M1,當時並不知道它就是曾經出現的天關客星。1892年,美國的天文學家首先拍下了蟹狀星雲的第一張照片,30年後,另外的天文學家又拍了蟹狀星雲的照片,在對比蟹狀星雲30年前的照片時,發現它規模變大了,形狀也是不斷擴張的趨勢,於是就計算了一下,發現其擴張速度高達1100公里/秒,經過反向推算,認為在900多年前,蟹狀星雲其實只有一顆恆星的大小,到了1928年,美國天文學家哈勃認為蟹狀星雲是超新星爆發之後形成的,並且認為爆發的時間在1054年左右,這樣蟹狀星雲才和天關客星有了聯繫,十餘年後的1942年,荷蘭天文學家奧爾特拿出了令人信服的論證,證明了蟹狀星雲就是1054年超新星爆發後形成的,而這個爆發的超新星早被中國宋朝人記錄在案,就是他們看到的天關客星。
如今,對蟹狀星雲的研究是天文學領域一個繞不開的話題,也是天文學中針對一顆星體的最熱門的研究,因為它雖然距離我們6500光年,但這個距離在天文學上是非常近的,蟹狀星雲反映了恆星超新星爆發之後的種種變化,至今仍給我們上演著生動的演變過程。
蟹狀星雲的前身恆星比太陽大,科學家認為約相當於太陽質量的5到11倍,所以它發生超新星爆發之後能成為一顆中子星,而太陽這樣質量的恆星到了晚年會變成一顆白矮星,如今蟹狀星雲的範圍已經擴大到6光年,但在星雲的中間部位,是一顆直徑只有10-20公里的中子星,和一顆大型小行星的體積差不多,但科學家認為這個中子星的質量在太陽的1到3倍之間。現在天文探測儀器在蟹狀星雲中已精確探測到強大的宇宙粒子加速器,發現一個圓盤型的磁場環繞在蟹狀星雲心臟位置的中子星周圍,說明它也是一顆脈衝星,周期只有0.033秒,也就是說它每秒鐘自轉30圈左右,英國天文物理學家修伊什還因為對蟹狀星雲中心的脈衝星的研究和發現獲得了1974年的"諾貝爾物理獎"。
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