揭開星空的奧秘系列

新星、超新星和其殘留證物


文‧圖/陳輝樺

  新星和超新星是一種巨大爆發型變星,在數天之內它的亮度可驟增千百萬倍,甚至上千百億倍,我國古時常稱之為「客星」;古時雖常和彗星混淆,但依其特性仍可分辨出其所指。遠在公元前14世紀左右,出現於大蝎座心宿二附近的一顆新星爆發了,這在殷商甲骨文中即有「七日己巳夕…新大星并火」這樣的記載(圖1)。據考證,公元前1300年至公元1700年的天象資料中,已整理出九十多條新星和超新星的記錄,其中我國觀測到可確認的就有68次,而在同一時期歐洲和阿拉伯僅有數次記載。

圖1.約公元前1300年左右刻在甲骨片上的一次新星記錄

圖2.天關客星位置示意圖

蟹狀星雲與1054超新星(中國超新星)

 《漢書.天文志》 中的「元光元年(公元前134年)六月,客星見於房(宿)」是中外歷史都有的第一顆新星。而在這些記錄中最先被認證而最被關注的,應該是公元1054年出現在金牛座的超新星。關於這顆超新星,只有我國、印度和日本有觀測記錄,而且我國的描述最為詳細,且古書中有多處記載,如《宋會要》中記有:「至和元年五月,晨出東方,守天關(天關是指金牛座ξ星)。晝如太白,芒角四出,色赤白,凡見二十三日。」《宋史.仁宗本紀》上寫著:「嘉祐元年三月辛未(1056年4月5日),司天監言:自至和元年五月(1054年7月4日),客星晨出東方,守天關,至是沒。」意思是人們看到這顆超新星爆發於1054年7月4日,位置在金牛座ξ星附近(圖2),最亮時有23天在白天就可見,直到1056年4月5日,肉眼才無法看到它。根據這些記錄,畫出來的光度變化曲線,和近代天文學中所得的超新星光度變化曲線相當一致。而且在這顆超新星出現的位置上,目前觀測到「蟹狀星雲」(圖3)。1968年,更進一步地,在此蟹狀星雲中心發現了一顆短周期的波霎(高速旋轉而兩極強烈輻射的中子星)。所以我國對於此顆超新星的記載,成了近代驗證「恆星演化理論」在晚期成為中子星的有力佐證。

圖3.蟹狀星雲(NGC 1952)是1054年7月超新星爆發後的遺跡,至今九百多年間,爆發的碎片已擴散了約三光年。爆發事件當時是由我國天文官(司天監)在開封觀測和記錄的。蟹狀星雲不同區域的殘留物雲氣顏色,可說明當地電子的狀況,如橘紅色標明的是電子和質子混合成的中性氫原子狀態,藍色是在星雲內部被磁場束縛而呈螺旋狀外逸的電子群。在星雲中央有顆每秒自轉達30次的波霎。

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