宇宙系列（1）超新星爆发

前言：最近看“国家宝藏”第三季，再次重温了NASA著名的老照片“暗淡蓝点”。这是一张由旅行者一号在离地球60亿公里外的地方（位于太阳系边缘）拍摄的地球影像。在这张照片上，地球是孤悬于广袤空间中的一个淡蓝色像素。而太阳系在宇宙之中也只是沧海一粟。这让我想到了地球的渺小与宇宙的浩瀚，因此萌生了写这一宇宙系列的想法。

 

 

作为宇宙系列的第一篇，先从北宋时期的几则史料记载说起。

 

《宋史. 天文志》记载，“至和元年五月己丑，出天关东南可数寸，岁余稍灭”。

 

《宋史. 仁宗本记》记载，“嘉祐元年三月辛未，司天监言：自至和元年五月，客星晨出东方，守天关，至是没”。

 

……

 

中国古代把金牛座称为天关星。上面的关于“天关客星”的记录，被近代天文学家证实是超新星SN1054。这颗超新星在公元1054年中23天的时间内白天都可以见到，在夜晚可见的时间则持续了一年十个月。

 

 

 

据研究，这颗星可能是II型超新星，天关客星爆炸后的遗骸形成了蟹状星云，于1731年由约翰. 贝维斯发现命名。

 

超新星（Supernova)是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮，过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系，并可能持续几周至几个月甚至几年才会逐渐衰减。而在此期间，一颗超新星所释放的辐射能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相当。恒星通过爆炸可以将其大部分甚至几乎所有物质以将近十分之一光速的速度向外抛散，并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致一个由膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构形成，这被称作超新星遗迹。超新星是星系引力波潜在的强大来源。初级宇宙射线中很大一部分是来自于超新星。

 

在人类有历史记载以来，观测到银河系内的超新星爆发的机会非常少。除了蟹状星云以外，还有被第谷和他的学生开普勒观测到的第谷超新星与开普勒超新星。据天文学家推算，银河系内的超新星爆发平均20-50年出现一次。但是大都发生在银核内部，或者在银盘的另一半完全被银核遮挡。蟹状星云的超新星爆发，恰巧发生在银河系内与太阳同一侧银盘上但是比太阳系更远离银核的外侧。这样的部位发生超新星爆发，从地球上观测完全没有遮挡，但是这样的机会就极其罕见。

 

20世纪早期，对早期间隔数年的星云照片进行分析表明，它正在不断膨胀。根据其膨胀速度反推可得，该星云在地球上开始可见的时间至少在900年以前。而中国天文学家1054年的记录过在天空的相同区域产生过一颗亮星，甚至白天都可以观测到。

 

 

近期对历史记载的分析表明，产生蟹状星云的超新星爆发时间为4月或5月上旬，到了7月最亮时视星等升至-7到-4.5之间（比夜空中除了月球以外的任何天体都亮）。该超新星在首次发现大约两年之内都可用肉眼看到。归功于东亚地区和中东地区天文学家1054年记录的观测，蟹状星云成为第一个被确认与超新星爆发有关的天体。

 

最近一次超新星爆发发生在2006年9月，距离地球2.68亿光年，最亮时视星等+14.2

 

后记：

 

小时候我看“十万个为什么”，书中科普了很多天文学知识，我对此很感兴趣。

 

小学时，我曾去广州天文台观看水星凌日。

 

在旧金山湾区居住时，我曾看过英仙座流星雨。

 

在南加州，我曾看过日食、金星、北极星；也去参观过JPL, 威尔逊天文台等设施。但是洛杉矶的光电污染很严重，要观星得去东边的沙漠地区才行。

 

图为黄昏时的金星、木星

 

 

 

图为在南加州看到的火箭发射痕迹