1054年,人类目睹了一场宇宙级大爆炸,这场爆炸的规模之大,以至于在经过近千年之后,其遗迹现在仍在天空中闪耀,这到底是怎么回事呢?下面我们就来具体了解一下。
事情要从1758年开始讲起,当时很多人都致力于寻找彗星,这是因为根据英国天文学家埃德蒙·哈雷(Edmond Halley)的预言,一颗明亮的短周期彗星,也就是后来被我们熟知的“哈雷彗星”,将在这一年里回归。
(↑哈雷彗星)
法国天文学家查尔斯·梅西耶(Charles Messier)也是众多“彗星寻找者”之一,在搜索彗星的过程中,他在金牛座方向,发现了一个模糊的光点,起初,他以为这就是“哈雷彗星”,但他很快就发现事实并非如此,因为这个光点并没有像彗星一样在天空中移动。
这就意味着,这个光点应该是一个非常遥远的天体,实际上,这个天体也就是他在后来编制的“梅西耶星表”中的第一个天体——“M1”。
值得一提的是,尽管梅西耶成功地在1759年1月21日发现了“哈雷彗星”,但遗憾的是,他却不是首次观测到“哈雷彗星”回归的人,除此之外,他也不是第一个发现“M1”的人,因为早在1731年的时候, 英国天文学家约翰·贝维斯 (John Bevis) 就发现了这个天体的存在。
在梅西耶之后,“M1”又被多次观测到,于是这个天体逐渐引起广泛关注,但由于观测水平的限制,关于它是什么,人们只能给出一些猜测,比如说有一种认同度相对较高观点认为,它可能是一群遥远的恒星所组成的星团。
随着时间的流逝,人类的观测水平也在不断提升,到了19世纪40年代,英国天文学家威廉·帕森斯 (William Parsons) 利用一台36英寸望远镜首次观测到“M1”的形状,并将其绘制成图。
由于绘制出的形状与蟹爪相似,因此他就将其称为“蟹状星云”(Crab Nebula),尽管他后来使用更大口径望远镜再次观测时,这种“蟹爪”形象未被确认,但这一名称却被人们保留了下来。
在进入20世纪之后,人类的观测水平得到进一步地提升,对“蟹状星云”的了解也越来越多,天文学家惊讶地发现,这片星云其实一直在向外扩张,其扩张速度大约为每秒1500公里,天文学家据此认为,如此惊人的扩张速度,就强烈暗示了它应该是起源于一场宇宙级大爆炸——Ⅱ型超新星爆发。
简单来讲,当宇宙中那些大质量恒星核心的“核燃料”消耗殆尽之时,会因为内部的骤然失压而发生失控的引力坍缩,最终引发一场剧烈的爆炸,这种爆炸就是Ⅱ型超新星爆发。
超新星爆发被誉为“宇宙中最绚丽的焰火”,在爆发期间,其亮度甚至可以将其所在的整个星系照亮,而根据天文学家的测算,“蟹状星云”与地球的距离大约为6500光年,所以一个合理的推测就是,在这样的距离上观测到的超新星爆发,应该非常明亮,以至于当时地球上的人类,仅凭肉眼就可以轻易观测得到。
那当时地球上的人类,是否真的目睹了这一场宇宙级大爆炸呢?答案是肯定的,因为当时中国、印度、阿拉伯和日本的天文学家都记录到了事件,而其中来自中国的记录最为详实。
中国天文学家将此次超新星爆发称为“天关客星”,根据《宋史·天文志》、《宋史·仁宗本纪》、《续资治通鉴长编》、《宋会要》等史籍中的记载,此次事件发生在北宋至和元年五月己丑,也就是公元1054年7月4日,这颗超新星在爆发后的23天内,其亮度之高,足以在白昼中清晰可见,而它在夜晚的可见期,更是延续了大约一年零十个月的时间。
由于这些古代的记录与“蟹状星云”的扩展速度、位置以及理论上推算出的爆发时间点完全吻合,因此天文学家确认,“蟹状星云”正是一次II型超新星爆发后所留下的遗迹,并将其命名为“SN 1054”。
尽管这场宇宙级大爆炸发生在近千年之前,但直到现在,其遗迹仍在天空中闪耀,在可见光、X射线和伽马射线等波段上都明显可见。
观测数据表明,“蟹状星云”整体上呈现为椭圆形,在经过长时间的扩张之后,它的直径已经达到了大约11光年,它主要部分是由电离的氢和氦以及少量的碳、氧、氮、铁、氖、硫等元素构成的弥散云团。
这些云团彼此交织,形成一种纤维状的纹理,仿佛蛛网般蔓延在宇宙空间中,其核心区域散发着明亮的蓝白光,这是由于高能粒子在磁场中加速运动所产生了同步加速辐射,外围则呈现出更为红橙色的辉光,这是由较低能量的气体发出的电磁辐射所致。
在“蟹状星云”的中心位置,还有一颗中子星,它其实就是那颗大质量恒星发生超新星爆发后遗留下来的致密核心,尽管它的直径只有20多公里,但其质量却是太阳的大约1.4倍。
根据天文学家的观测,这颗中子星正以惊人的速度自转,每秒旋转约30.2次,同时它还会沿着磁轴发射出强烈的电磁辐射束,随着它的自转,其发出的电磁辐射束会极有规律地“扫”过地球,进而形成了周期性脉冲信号,而这样的中子星,其实有一个专有的名称——“脉冲星”。
(↑脉冲星示意图)
近千年之前,古人曾目睹一场壮丽的超新星爆发,而今天的我们,仍然可以看到此次事件的遗迹,就这样,宇宙用一场“绚丽的焰火”,跨越千年的时空,将古人与我们联系在一起,不得不说,这实在是一件浪漫的事情,你觉得呢?