蟹状星云,因为这个星云的形状有点像螃蟹被取名为蟹状星云(Crab Nebula)。这个星云是在1731年被一位英国医生拜维斯最早发现的。
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4日(宋仁宗至和元年的五月己丑)大约寅时出现的、特亮的天关星“天关客星”。
目前看,是对的。
超新星是大质量恒星演化到后期时,发生的恒星爆炸,可在极短时间内发出强大的能量。这种爆炸极其明亮,过程中所突发电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可持续几周至几个月(一般最多是两个月)才会逐渐衰减变为不可见。在这段期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相媲美。
中国是最早记录超新星的国家,从周朝就有超新星爆发的记载。最早的有历史记载的超新星爆发,就是由我们中国人发现并记录的。最著名的超新星是公元1054年,宋朝天监官发现的金牛座超新星。科学家就是通过这个关于超新星的记载发现了超新星爆发与恒星演化之间的关系。
当然,银河系中发现的超新星并不多。现在,专业和业余天文学家每年能发现几百颗超新星(2005年367颗,2006年551颗,2007年572颗),都在银河系以外的其他星系中。2016年1月,中国科学家观测到最强超新星,是太阳亮度5700亿倍,也是在河外星系中。
在我们银河系以内,有记录的超新星只有8个。人类肉眼可见的最近一次银河系中超新星爆发发生在1604年,是在中国的明朝后期。
1604年10月,开普勒在蛇夫座发现了一个新的发光体。这是一颗肉眼能够看得见的超新星,编号为1604。从1604年到1606年间,开普勒一直在研究他的这颗超新星,直到该超新星于1606年消失。由于天文望远镜直到1609年才发明,因此开普勒的研究主要依靠肉眼观察。
此后至今,银河系中再未出现过超新星。
现在的金牛座蟹状星云SN1054,它的前身是超新星爆发的遗迹,这是1000年来人类目睹的最重要的天文学事件之一。
公元1054年7月4日(宋仁宗至和元年的五月己丑),超新星爆发的时刻要远离这个时期早,蟹状星云距离地球大约6300光年,也就是说,蟹状星云前身恒星发生超新星爆发的时刻是在近7300年前,它爆发之后经过了6300多年的时间,其光亮才传到地球,当时的时间正是中国宋朝时期,所以宋朝时的人们发现夜晚在金牛座方向突然出现一颗明亮的大星,亮度竟然比金星还亮几倍,最亮的时间长达23天,比金星还亮的亮度是可以在夜晚看清书上的字的,之后亮度变弱,但是有一年半的时间都很亮,之后再次变弱,三年多之后才消失看不见,这是一种十分罕见的天文现象,所以宋朝人很关注这次事件,称这颗星为天关客星,一些史学家将其记录到史书中。
一个叫杨惟德的天文官员曾经向当时的皇帝汇报这件事,比如:《宋史》、《宋会要》、《续资治通鉴》等书籍都有记载
这一颗宋代(1054年)爆发的超新星,现在它还在以10000公里/每秒 的速度继续膨胀,随着时间的推移,它的大小也在改变。下面的动图是2011年12月和2021年2月分别拍摄叠加在一起的,我们可以清楚的看到它的变化。蟹状星云在10年内扩大了473364000000 km,约为冥王星与太阳距离的80倍。在左上方,还有有一颗恒星G 100-20在移动。
超新星一般都是庞大的个头,它的质量是太阳(恒星)的8至15倍,所以它们无法生存很久,一旦燃尽所有的核燃料,就难以支撑星体的重力和无情的引力,星体开始塌缩,表层也随之塌落,在塌缩的过程中它会产生一个巨大的电场,瞬间电场产生的能量转化成物质与反物质,以及粒子之间的相互碰撞,巨大的爆炸中生成和抛出的各种重属,比如:金、铂、铱、锎、铼、钼、锇……等向外弹出,整个星系瞬间照亮,其喷射的稀有物质,也给其他的宇宙星系如恒星、行星带去了智慧生命演化所需要的各种元素,但它不对地球构成威胁。
数万亿颗恒星、超新星、中子星……遍布在浩瀚的宇宙之中,其中一颗在1054年爆炸,中国人看到了;一颗在1572年爆炸弟谷布拉赫看到了;一颗在1604年爆炸开普勒看到了……
据《宋会要》记载:“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。”至和元年五月,相当于公元1054年六七月间,天关星即金牛座ξ。这是宋朝当时司天监的观测记录。1731年,英国天文爱好者比维斯用小型望远镜在这个位置上发现一个椭圆形雾斑。1844年英国人WP罗斯通过大型望远镜观察到它的纤维状结构,并根据其外观,命名为蟹状星云。1921年美国人邓肯研究两组相隔12年的照片,惊奇地发现蟹状星云在膨胀。1942年荷兰天文学家奥尔特从星云的膨胀速度,反推出这些纤维状物质大约是900年前从一个密集点飞散出来的。经过很多天文学家的计算、分析,证实了蟹状星云就是1054年超新星爆发后的遗迹。1969年在蟹状星云中又发现一颗脉冲星。早在1934年,德国天文学家巴德就曾在理论上预言过,超新星爆发后,其中心部分将坍缩,变成体积小、密度极高、快速旋转的中子星。这颗脉冲星所反映出来的物理特征与预言完全合拍。说明1054年确实存在过一次超新星爆发,也从另一个方面证实了蟹状星云形成的原因。
《宋会要》中记有:「至和元年五月,晨出东方,守天关(天关是指金牛座 ξ 星 )。昼如太白,芒角四出,色赤白,凡见二十三日。」意思是在白天也能看见它像金星(古人也叫它太白)那么亮
《宋史.仁宗本纪》上写著:「嘉祐元年三月辛未(1056 年 4 月 5 日),司天监言:自至和元年五月(1054 年 7 月 4 日),客星晨出东方,守天关,至是没。」意思是人们看到这颗 超新星爆发 於 1054 年 7 月 4 日,位置在金牛座 ξ 星附近(上图是天关客星位置示意图),最亮时有 23 天在白天就可见,直到 1056 年 4 月 5 日,肉眼才无法看到它。根据这些记录,画出来的光度变化曲线,和近代天文学中所得的超新星光度变化曲线相当一致。而且在这颗超新星出现的位置上,目前观测到「 蟹状星云 」。
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