科学家发现史上最亮超新星（1000年前地球人看到的超新星现在仍在扩张）
科学家发现史上最亮超新星（1000年前地球人看到的超新星现在仍在扩张）Credit：GIANLUCA BELGRADO CLAUDIO BOTTARI RICCARDO DE BENEDICTIS GIUSEPPE DONATIELLO ALESSANDRO ELIO MILANI ZLATKO ORBANIC ANDREA PISTOCCHINI FEDERICO LAVARINO ROLANDO LIGUSTRI BERT SCHEUNEMAN TIM STONE ADRIANO VALVASORI多波段下绚丽多彩的蟹状星云。它是1054年超新星爆发的遗迹，在天文爱好者眼中如同“神一样的存在”。回到那个绚烂的时刻，一个II型超新星爆发为它带来了大量重元素。地球同样蕴藏着大量重元素，很多也是构成机体的重要元素。翻译：毛明远校对：牧夫天文校对组后期：库特莉亚芙卡 李子琦 徐玖坤
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本文翻译自Forbes宇宙大爆炸专栏，作者Ethan Siege
翻译：毛明远
校对：牧夫天文校对组
后期：库特莉亚芙卡 李子琦 徐玖坤
多波段下绚丽多彩的蟹状星云。它是1054年超新星爆发的遗迹，在天文爱好者眼中如同“神一样的存在”。回到那个绚烂的时刻，一个II型超新星爆发为它带来了大量重元素。地球同样蕴藏着大量重元素，很多也是构成机体的重要元素。
Credit：GIANLUCA BELGRADO CLAUDIO BOTTARI RICCARDO DE BENEDICTIS GIUSEPPE DONATIELLO ALESSANDRO ELIO MILANI ZLATKO ORBANIC ANDREA PISTOCCHINI FEDERICO LAVARINO ROLANDO LIGUSTRI BERT SCHEUNEMAN TIM STONE ADRIANO VALVASORI
1054年7月4日，中国天文学家记录了一颗位于金牛座的神奇“客星”。（注：中国宋朝，天关星附近，即金牛座ζ星附近）
很多中国古文献记载了1054年发生的超新星爆发，比如1416年历代名臣奏议中的描述“宋仁宗至和二年。侍御史趙抃上言曰。臣伏見自去年五月巳来。妖星遂見。僅及周稔。至今光耀未退。此谷永所謂馳騁驟歩。芒炎長短。所厯奸犯。其為謫變。甚可畏也。⋯⋯ 不然。何以妖星謫變也。”
Credit：PANKENIER DAVID W. 2006; JOURNAL OF ASTRONOMICAL HISTORY AND HERITAGE* 9(1): 77-82
后来天文历史研究也发现了日本和中东地区对这一现象的记载。
1054年，金牛座一颗超新星爆发点亮了天空，它异常明亮，爆发的3个月时间里即使在白昼也能看到它，2年时间里它是夜空中最亮的星。大约700年后，这颗超新星爆发的遗迹终于又被人们关注到了，但当时的天文学家并不知道它是什么。直到二十世纪的二十年代，天文学家才认为蟹状星云就是1054年的那场超新星爆发的遗迹。
Credit：JWNOCTIS / WIKIMEDIA COMMONS; STELLARIUM
一颗典型的超新星爆发后的两年内视星等可以超过金星。
1731年，关于它的记载仅仅是一个小型望远镜下的小斑点。上图源自一张现代的小型望远镜下拍摄的蟹状星云。（注：1731的望远镜分辨率远达不到上图的效果）
Credit：STUB MANDREL; HTTP://WWW.STUBMANDREL.CO.UK/
几百年后，天文学家再次关注到这个超新星遗迹。
1054年的超新星爆发遗迹——蟹状星云的直径现在大约有11光年。在爆发后的1000年，它周围的卷须和纤维结构、气体和等离子体向着背离中心的方向以0.5%-1%光速快速扩散。
Credit：ZTF GIUSEPPE DONATIELLO
1731年，约翰·贝维斯发现并记录了蟹状星云。在后续追逐彗星的年代里，它很容易被误认为是彗星。
18世纪的望远镜质量较差，天文学家很难区分彗星、星云甚至星系等天体。这种情况下，要想分辨出视野中缓慢移动的彗星是非常困难的。1758年，人们按照哈雷的预言迎接即将再次回归的彗星，为了便于识别彗星，梅西耶编制了著名的天体表。虽然这个天体表并不能区分出目标是什么天体，但依然沿用至今。比如：M1蟹状星云、M31仙女座星系巴拉巴拉
Credit：CHRIS BRANKIN'S DEEPSKY (MESSIER) OBJECTS; HTTP://WWW.STARGAZING.NET/
当时，哈雷彗星预计将在1758年底回归，也会经过金牛座。
周期为76年的哈雷彗星在太阳系运行。初现的哈雷彗星就是一个小斑点，与星云等深空天体相似，因此梅西耶等天文学家制作天体表来帮助辨别它们。
Credit：(F. Carter Smith/Sygma via Getty Images) SYGMA VIA GETTY IMAGES
然而，星云等很多深空天体影响了人们观测初现的哈雷彗星。
上图是由哈勃空间望远镜影像合成的蟹状星云。不同的颜色代表不同的物质元素，如氢、氧、硅等。目前蟹状星云直径大约11光年，如果地球身处这个“暴力”环境，将面临生物灭绝。
Credit：NASA ESA J. HESTER AND A. LOLL (ARIZONA STATE UNIVERSITY)
蟹状星云显然不是彗星，它远离太阳系，距离我们有6500光年。
上图是梅西耶天体表，它们位于深空、较为稳定。在那个年代能够帮助天文学家区分深空天体与彗星。250年后，梅西耶天体表依然是天文爱好者和职业天文学家观测天体的重要工具。
Credit：MIKE KEITH
梅西耶为了更好地观测彗星制作了著名的梅西耶天体表。
结合X射线、可见光和红外数据，科学家发现了蟹状星云核心的脉冲星，以及周围的物质喷射。而这颗脉冲星保持着每秒30次频率的快速旋转。
Credit：X-RAY: NASA/CXC/SAO; OPTICAL: NASA/STSCI; INFRARED: NASA-JPL-CALTECH
自超新星爆发后的1000年，我们依然可以观测到它在扩张。蟹状星云的能量核心是一颗由超大质量恒星坍缩而成的脉冲星（高速旋转的中子星）。
不同颜色的不同波段下蟹状星云，可以合成细节丰富、绚丽多彩的影像。现在我们知道这源于6500光年外1000年前的一次超新星爆发，当时的亮度可以达到4亿颗太阳。
Credit：G. DUBNER (IAFE CONICET-UNIVERSITY OF BUENOS AIRES) ET AL.; NRAO/AUI/NSF; A. LOLL ET AL.; T. TEMIM ET AL.; F. SEWARD ET AL.; CHANDRA/CXC; SPITZER/JPL-CALTECH; XMM-NEWTON/ESA; AND HUBBLE/STSCI
而恒星的外层在超新星爆发后以超高速向外运动。
蟹状星云的红外影像主要源自中子星周围弥散气体被电离激发所致。图像来自美国宇航局的斯皮策空间望远镜。
Credit：NASA/JPL-CALTECH/R. GEHRZ (UNIVERSITY OF MINNESOTA)
如今，我们依然可以通过天文望远镜看到被射线照亮的喷射物质。
基于6500光年的距离，利用三角测量可以估算出蟹状星云11光年的直径和大约0.5%光速的扩张速度。
Credit：JEFF STILLMAN
967年后的今天，这个超新星遗迹的直径达到了11光年。
上图元素周期表展示了宇宙中的元素形成机制，包括：宇宙大爆炸、宇宙射线聚变、大质量恒星爆炸、白矮星终结、低质量恒星终结以及中子星合并。其中中子星合并、白矮星碰撞以及超新星爆炸坍缩的内核可以产生更重的元素，但宇宙中更多的是标识绿色的元素，它们是由类似产生蟹状星云这样的II型超新星爆炸形成的。
Credit：JENNIFER JOHNSON; ESA/NASA/AASNOVA
现在，蟹状星云仍然以0.5%光速向外扩张。我们也探测到由II型超新星爆发产生的大量重元素。
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