M1蟹狀星雲:在宋代「晝見如太白」的天關客星

2021-01-07 星系科普

談起M1蟹狀星雲,我們中國人應該感到驕傲。因為我們的祖先,在宋代就曾經詳細記錄了這一個天體出現在空中的場景。在西方,直到1731年,英國天文學家約翰·貝維斯在天空中觀測到一個雲點,並把它添加到他的星圖冊,才算首次記錄到它。雖然現在他的名字是西方人給的,但是在國際上,不乏有呼聲建議將它的名字改為「中國新星」。

直徑11光年的蟹狀星雲

一、M1名字的由來以及中國古人對它的記載

1758年,查爾斯·梅西耶在觀測一顆亮彗星時獨立地再次發現該星雲,於是,在梅西耶製作著名的「星雲星團(M)表」時,把第一號的位置,留給了蟹狀星雲,M1也就由此被大家稱呼開來了。

羅斯勳爵(1844年)對蟹狀星雲的第一次描

(星雲因有蟹螯的形狀,由此得名蟹狀星雲)

出現在我國北宋至和元年的「天關客星」, 就是現今馳名中外的1054年金牛座超新星,其發亮時間之長,光度變更之大,是人類有歷史記載以來未有的,這是我國古代勞動人民在世界科學史上的一項巨大貢獻。

六百七十多年後的1731年,英國天文學家約翰·貝維斯在天關附近的客星位置上發現了蟹狀星雲,1968年在蟹狀星雲中心又發現了脈衝星。19世紀30年代,有人推測中子星會在超新星爆發時產生,人們對中子星的理論探討和對脈衝星呈現的各種現象的解釋,尤其如中子星的起源和演化年齡問題,我國1054年天關客星的記載起了非常關鍵的作用,所以近幾十年來,這個具有重大意義的記錄引起了人們的濃厚興趣和特殊重視。

關於1054年天關客星在我國歷史上的記載設涉及的古籍有十餘種。到目前為止,已找到的獨立史料共有六條,全部出於宋人編的史籍之中。

我們主要來看一下《宋會要》(由司天監楊惟德記錄,楊惟德是北宋真宗、仁宗時代的天文學家,他先後擔任太子洗馬、司天少監、權判司天監、司天監正等職,四十多年中,他大量觀測、記錄了當時許多實際天象。)中的記載:

其一,至和元年七月二十二日(1054年8月27日)守將作監致仕楊惟德言:「伏覩客星出見,其星上微有光彩,黃色。謹案《黃帝掌握佔》 云:「客星不犯畢,明盛者,主國有大賢」。乞付史館,容百官稱賀。」 詔:「 送史館」。

其二,嘉祐元年三月,司天監言:「客星沒,客去之兆也」。初,至和元年五月,晨出東方,守天關。晝見如太白,芒角四出,色赤白,凡見二十三日。

02史籍

我們可以從史籍中大概可以知道,天關客星剛出現時的樣子,它散發者光彩,先是白天的空中都能看到,亮度像金星,「芒角四出」可見其光芒之亮,白天能看到它的天數足有23天之久。

結合《續資治通鑑長編》、《趙清獻公集》的記載,我們可以推斷客星爆發的最早有記錄日期 是1054年7月4日和發亮時間的長度從1054年7月4日至1056年4月6日,共643天。

二、M1蟹狀星雲距離我們有多遠?是如何形成的?

蟹狀星雲位於金牛座,距離我們太陽系大約6500光年,直徑足足有11光年。對於蟹狀星雲的起源,很多科學家很感興趣,根據持續對蟹狀星雲的膨脹數據觀測,科學家發現蟹狀星雲的膨脹有一定的規律。比較有意思的是,根據蟹狀星雲膨脹速度倒推,科學家估算,M1蟹狀星雲的形成時間大概在960年前。這一時間剛好與1054年,北宋史籍記載的天關客星的時間基本吻合。這是一次典型的天文科學觀測結果與古籍記錄印證的例子。

蟹狀星雲的形成,是超新星爆發後,拋出的殼層遺蹟,蟹狀星雲還在持續膨脹中。1054年的那個天關客星,爆發後,留下的是現在的蟹狀星雲和星雲中的脈衝星。

不同射線中看到的星雲

在射電、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線中看到的蟹狀星雲(2015年3月8日)

晝見如太白,這樣的「客星」奇觀如果能親眼看到一次,還能不被它毀滅,也算是幸事一件了。有科學家推斷,客星的出現,能閃耀太空,主要是其爆發出來的高能粒子射線。假如天關客星是在距離太陽50光年的地方出現,那恐怕人類文明早已終結在1054年了。

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