| 词条 | 蟹状星云 |
| 释义 | § 概述 蟹状星云位于金牛座，距离地球大约6500光年，大小约为12×7光年，亮度是8.5星等，肉眼看不见。对蟹状星云最早的记录出自英国的一个天文爱好者(1731年)，1771年法国天文学家梅西耶在制作著名的“星云星团(M)表”时，把第一号的位置，留给了蟹状星云，编号为M1。 1892年美国天文学家拍下了蟹状星云的第一张照片，30年后天文学家在对比蟹状星云以往的照片时，发现它在不断扩张，速度高达1100公里/秒，于是人们便对蟹状星云的起源发生了兴趣。由于蟹状星云扩张的速度非常快，于是天文学家便根据这一速度反过来推算它形成的时间，结果得出一个结论：在900多年前，蟹状星云很可能只有一颗恒星的大小。因此1928年美国天文学家哈勃首次把它与超新星拉上了关系，认为蟹状星云是公元1054年超新星爆发后留下的遗迹。 在西方的史料中，没有找到相关的任何记录，但在中国的史料中，却找到了很多有关1054年曾有过超新星剧烈爆发的珍贵记录资料。 § 观测资料 类型超新星残骸 赤经 05h 34m 31.97s 赤纬 +22° 00′ 52.1″ 距离 6,300 光年 视星等 (N) +8.4 视直径 6 × 4 角分 星座 金牛座 大小8.8光年×12.8光年 绝对星等 (M) -3 质量：2-3个太阳 膨胀速度：1450KM/S § 发现简史 1054年 中国古代天文学家最早发现天关客星。 “蟹状星云”的脉冲星所造成的环状气流 1731年 英国医生、天文爱好者拜维斯发现蟹状星云。 1758年 梅西叶将蟹状星云排在他所编的星云表第1号，称为M1。 1850年 罗斯取名“蟹状星云”。 1910年 兰姆兰德首先注意到“束条”结构。 1921年 兰姆兰德和邓肯彼此独立地发现蟹状星云在膨胀。 1928年 哈勃测量出蟹状星云的膨胀速度，由此断定它是中国发现的天关客星的遗迹。 1948年 射电观测发现它是一个强射电源。 1953年 史克洛夫斯基提出蟹状星云的射电辐射机制是同步加速辐射，很快被光学偏振观测所证实。 1957年 射电偏振观测成功。 1963年 发现蟹状星云是一个X射线源。 1964年 中心附近发现了一个致密源。 1968年 发现蟹状星云是一个γ射线源。 1968年 发现蟹状星云脉冲星NP0532（统一名称PSR 0531+21）。 1969年 发现NP0532同时是一颗光学脉冲星。 § 天关客星 蟹状星云 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”。 中国宋朝司天监对那次爆发作出过观测，史料中有以下记载： “己丑，客星出天关之东南可数寸。嘉祐元年三月乃没。”见：李焘，《续资治通鉴长编》（北京：中华书局，2004二版），卷176，页4263。 来自哈柏的光学数据以及来自钱卓的X光图片《宋史·天文志》：“宋至和元年五月己丑，客星出天关东南可数寸，岁余稍末。” 《宋史·仁宗本纪》：“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。” 《宋会要》：“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。昼如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日。” 总括以上文字，可得知在“宋至和元年五月己丑”（即1054年7月4日）开始，有“客星”出现在天关（即金牛座ζ星）附近，星的颜色是赤白。在最初的23天，即使在白昼，其光度如“太白”（即金星）。直至一年多后的“嘉祐元年三月辛未”（即1056年4月5日）才消失不见。 这个客星真是一个“不速之客”，来了就不走。在23天的时间里，像太白金星一样亮，白天都可以看到，即所谓“昼见如太白”“凡见二十三日”。客星看不到的日期是1056年4月6日，距离客星出现的日期1054年7月4日已经整整过了643天。在这将近两年的时间里，只要能看到客星。司天监的人员总是坚持不懈地进行观测，他们详细地记录了客星的位置、颜色和亮度变化。这些详细的观测资料虽然大部分已经遗失，但仅是这流传下来的简短记载，已经使后人敬佩不已了。 § 天文研究 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0.0331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，[注：绝对星等---假设天体在一个标准距离远处---32.6光年的亮度，太阳的绝对星等为4.8]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0.033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。 § 天体构造 绚丽多彩的蟹状星云 绚丽多彩的蟹状星云日前引起了天文学家们的浓厚兴趣：位于其中心部位的脉冲射电源有可能是迄今为止人类发现的首个具有四个磁极的天体构造。 通常情况下，宇宙中的脉冲射电源都只拥有一对磁极——北极和南极。但美国新墨西哥理工学院的提姆·汉金斯和吉恩·埃雷克等人却发现，传统的双磁极理论根本无法解释蟹状星云中脉冲射电源的活动情况。汉金斯表示，由于存在着多个磁极相互作用的现象，蟹状星云中射电源的磁场受到了明显的扭曲。 科学家们介绍说，在浩瀚的宇宙中，绝大多数脉冲射电源都只产生一种脉冲，而有少部分除了一个主脉冲外还拥有另外一个次脉冲--后者被称为“中间脉冲”。专家们认为，每一种脉冲都会对应两个磁极，它们的关系就像是一对密不可分的朋友。然而汉金斯和埃雷克却发现，蟹状星云中的脉冲射电源却完全与众不同——其主脉冲短暂而强烈，“中间脉冲”持续的时间较长，功率却很弱。 除此之外，这一“中间脉冲”所发出的无线电辐射也与其他脉冲射电源的完全不同。另一位美国科学家保罗·弗里埃尔在分析了汉金斯等人的研究成果后指出，在蟹状星云中发现的“中间脉冲”所产生的辐射极其特别，此前还从未碰到过类似的情况。 根据汉金斯提出的观点，导致“中间脉冲”辐射异常的原因可能是因为存在着第三个磁极。或许，第三个磁极是在脉冲射电源形成的过程中出现的。至于上述过程是如何发展的还有待于进一步的研究。 汉金斯补充说，蟹状星云中的脉冲射电源应该还拥有第四个磁极--因为所有的磁极都是成对出现的。 |
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