蟹状星云是怎么形成的?

蟹状星云是怎么形成的?,第1张

蟹状星云是在1731年被英国的一位天文爱好者比维斯发现的。

根据中国历史记载,在现在蟹状星云的那个位置上,曾经有过超新星爆发,那就是1054年7月出现的、特亮的金牛座“天关客星”。它爆发过程中抛射出来的气体云,就应该是现在看到的蟹状星云。1921年,美国科学家把两批相隔12年的蟹状星云照片进行了仔细和反复的比较之后,确认星云的椭圆形外壳仍在高速膨胀,速度达到每秒1300千米。1942年,荷兰天文学家奥尔特以其令人信服的论证,确认蟹状星云就是1054年超新星爆发后形成的。

蟹状星云还是强红外源、紫外源、X射线源和γ射线源。它的总辐射光度的量级比太阳强几万倍。1968年发现该星云中的射电脉冲星,它的脉冲周期是00331秒,为已知脉冲星中周期最短的一个。目前已公认,脉冲星是快速自旋的中子星,有极强的磁性,是超新星爆发时形成的坍缩致密星。蟹状星云脉冲星的质量约为一个太阳质量,其发光气体的质量也约达一个太阳质量,可见该星云爆发前是质量比太阳大若干倍的大天体。星云距离约6300光年,星云大小约12光年×7光年。

公元1054年7月4日(宋仁宗至和元年五月二十六日)《宋史·天文志》记载:“客星出天关东南可数寸,岁余稍末”;《宋会要》中记载:“嘉佑元年三月,司天监言:‘客星没,客去之兆也’。初,至和元年五月,晨出东方,守天关,昼见如太白,芒角四出,色赤白,凡见二十三日”。这是关于一颗超新星的记载,它的残骸,就是我们现在看到的蟹状星云。

1888年出版《星云星团新总表》列为NGC1952,《梅西耶星团星云表》中列第一,代号M1。蟹状星云的名称是英国天文爱好者罗斯命名的。M1是最著名的超新星残骸。这颗位于金牛座的超新星爆发当时估计其绝对星等达到了-6等,相当于满月的亮度,它的实际光度比太阳高5亿倍,在白天也能看到,给当时的人们留下了极深刻的印象。不仅如此,它的遗迹星云至今的辐射也比太阳大,射电观测发现它的辐射强度和波长之间的关系不能用黑体辐射定律解释,要发射这样强的无线辐射,它的温度要在50万度以上,对一个扩散的星云来说,这是不可能的,前苏联天文学家什克洛夫斯基1953年提出,蟹状星云的辐射不是由于温度升高产生的,而是由“同步加速辐射”的机制造成的。这个解释已得到证实。蟹状星云中央脉冲星的发现,获得了1974年的“诺贝尔物理奖”,它是1982年前发现的周期最短的脉冲星,只有0033秒,并且直到现在,能够在所有电磁波段上观察到脉冲现象的只有它和另一颗很难观测的脉冲星。这颗高速自旋的脉冲星证明了30年代对中子星的预言,肯定了一种恒星演化理论:超新星爆发时,气体外壳被抛射出去,形成超新星遗迹,就象蟹状星云,而恒星核心却迅速坍缩,由恒星质量决定它的归宿是颗白矮星或是中子星或是黑洞。中子星内部没有热核反应,但它的能量却又大的惊人,比太阳大几十万倍,这样大的能量消耗,靠的是自转速度的变慢,即动能的减少来补偿,才能符合能量守恒定律。第一个被观测到的自转周期变长的中子星,恰好是M1中的中子星。总之,人类对蟹状星云的研究占了当代天文学研究的很大比重,也的确得到了相当比重的研究成果。

天空里出现了极为罕见的景象,一颗明亮无比的星星突然出现于众星之中。在它面前,著名的天狼星变得暗淡无光,明亮的金星也不能与之匹敌,甚至太阳的光辉也不能把它压倒。在白昼的天空里它依然光芒四射,持续23天,举世瞩目,蔚为壮观。

这是怎么一回事呢是新星爆发吗不!它是一颗比新星亮得多的星,我们叫它“超新星”。

“嘉元年三月,司天监言:‘客星没,客去之兆也’。初,至和元年五月晨出东方,守天关。昼见如太白,芒角四出,色赤白,凡见二十三日。”这是我国宋朝《宋会要》中关于这一前所未见的天象的记录。它如实地反映了公元1054年超新星爆发的实况,是一份极有科学价值的历史记载。“客星没,客去之兆也。”经过两年时间,客人才走了,看不见了。

光阴似箭,一个世纪接着一个世纪过去了。除了留在厚厚的史书中的一些记载之外,人们早已把它忘记了。

望远镜发明之后,人们用它在天空里发现了许多云雾状的“星云”。其中有一个面貌不凡的星云,就在上述史书记载的那个位置(金牛座)上。从望远镜中看,在暗蓝色的天空里,它像一个威武地挥舞一对大钳的螃蟹,因此人们就叫它为“蟹状星云”。由于它那奇特的外形,惹得人们频频地给它留影。本世纪初有人测量了这些相隔多年的照片之后,发现这只螃蟹居然在逐年长大,它的角直径达到了180″,有月亮角直径的1/10那么大。测量结果告诉我们:星云正在不停地向外膨胀,膨胀速度极快,每秒为1300千米,它的角直径每年平均要长大021″。如果它过去一直以这个速度膨胀着,由此可以反推出它是哪一年爆发的。这就是说,这事情是发生在860年前,也即1054年。那么,这不正是我国历史上记载的那位不速之客光临的年代97直到这时,人们才又想起了那早已忘记了的史实。于是,蟹状星云——超新星,这两者靠了历史的资料而紧紧地联系起来了,毫无疑问,蟹状星云正是1054年超新星爆发所留下的余迹。

夜晚的地球上空有数十亿颗闪烁的恒星,古代人类将这些恒星的点连接在一起,形成了十二 星座 。现代人总希望将自己与十二 星座 建立一些联系,那么你是什么 星座 呢?你的 星座 中隐藏着什么样的宇宙奇观呢?

白羊座:四个太阳的世界

系外行星30 Ari Bb 版权:Karen Teramura,UH IfA

白羊座喜欢竞争,位于白羊座内的系外行星30 Ari Bb也不例外,在它的天空,同时拥有四个太阳,这也是人类目前发现的唯一一个四星系统。

金牛座:超新星墓地

蟹状星云

金牛座的角上有一个庞大的气态螃蟹,那就蟹状星云,它是超新星爆炸的遗迹,爆炸产生的气体会在天空中徘徊数万年甚至更久。

双子座:天空中的伟大小丑

小丑脸星云

双子座的人好奇且有趣,“小丑脸星云”是一个双子座内的气体云。小丑脸星云又称为“爱斯基摩人星云”,是由两个巨大的同心环组成的行星状星云。

巨蟹座:钻石世界

外星世界55 Cancri E

巨蟹座内拥有众多的系外行星,在巨蟹座内距离地球仅40光年的位置,55Cancri E行星大概是地球的两倍大,每20个小时绕其恒星运行一周。这意味着这些行星表面极热,就连夜晚它表明的温度也能达到数千度,据之前的研究,这些系外行星是完全由钻石构成的。

狮子座:失控的明星

失控的明星狮子座CW

狮子 星座 中这颗失控的恒星像真正的狮子一样固执,它正试图以329,000千米/小时的速度逃离该地区。这颗名为狮子座CW的恒星距地球约310光年,其移动速度是如此之快,以至于可以看到它产生了弓形冲击(能量波将星际物质推向一边,就像一艘穿过水的船头一样)。

处女座:宇宙中最大的帽子

草帽星云

很难见到戴着帽子的黑洞,位于处女座内的Messier 104,通常被称草帽星系。这个古怪的星系是明亮的星状凸起,周围环绕着完美对称的尘埃环,使人联想起草帽的边缘。这些尘埃充当了婴儿恒星的巨大保育室,但真正的热点位于草帽的中心,那里的黑洞的质量是太阳的十亿倍。

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