《梅西耶星表》咋来的?M1蟹状星云的故事

  • 小编 发布于 2019-11-16 14:41:40
  • 栏目:科技
  • 来源:量子科学论
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这种迷糊天体的形状、亮度与彗星非常相似,所以我努力寻找其他类似的星云,这样天文学家就不会把这些星云和刚刚开始发光的彗星弄混了。——查尔斯·梅西耶

梅西耶上面说的就是我们熟悉的星云,在梅西耶的年代,人们心中的宇宙范围并不广,就局限于银河系内,天文学家比较关心的是恒星、行星、彗星。根本没有外星系的概念,梅西耶也是一样的,它要寻找的是彗星,但却意外的编写了一个《星云星团表》,梅西耶天体就是我们常说的M多少号。下面我们就说下《梅西耶星表》咋来的,并介绍M1号蟹状星云。

《梅西耶星表》咋来的?M1蟹状星云的故事

《梅西耶星表》是咋来的

让我们回到18世纪的天文时代,当时人们发现的太阳系行星范围只有土星和水星之间的这几颗行星,也就是肉眼可见的太阳系天体。最著名、最熟知的就是我们的月球、裸眼行星及其卫星、恒星和太阳。我们的夜空看起来很稳定很少有变化,但是唯一经常出现的新天体就是那些双尾奇观:彗星!

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在当时,天空中天体的其他变化人们也知道,就像新星和超新星也被天文学家观察到了,但这些现象很罕见,就当是的观测条件,研究一辈子都可能没有啥成果。但彗星就不一样了,它经常出现,所以当时对彗星的研究是大多数天文学家的首要目标。1758年的查尔斯·梅西耶(Charles Messier)也再寻找彗星,他急切地期待着哈雷彗星(Halley’s Comet)的回归,因为哈雷本人也曾预言哈雷彗星将在1758年回归。

在同年的9月12日梅西耶通过望远镜看到了类似下图中明亮的天体,梅西耶当时心情很激动。认为自己看到了彗星。

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这颗明亮的恒星本身并不特别,但是它上面和左边的星云看起来确实像一颗彗星变亮的早期阶段,梅西耶看到了正在返回的哈雷彗星?事实证明这不是彗星,因为在随后的几个晚上,梅西耶发现它既没有变亮,位置和外观也没有任何改变。

梅西耶很快意识到,他看到的不是一颗彗星,而是夜空中一个持久、微弱和延伸的星云,人们当时对星云还没有概念,所以这个星云的样子很容易会被人误解为一颗彗星。

我们熟悉的《梅西耶星表》(Messier Catalog)就是从这个星云开始的,星表最终列出了110个“天体”。梅西耶本是个彗星搜寻者,它列出这些类似彗星的天体的目的就是为了让往后的天文学家把这些天体和彗星区分开来。

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梅西耶星表中的每个对象,不包含任何一颗彗星,它们都有自己独特的故事。从今天开始的每个周末,我将重点介绍一个梅西耶星表中的天体。

首先,要出场的就是梅西耶1号(M1)也被称为蟹状星云。在NGC天体表上称为NGC1962。

M1的位置在哪

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傍晚日落后不久,猎户座就会从天空升起,这个星座我们很容易就可以找到。在猎户座最高的两颗星参宿四和参宿五与非常明亮的金牛座β星(五车五)之间,就会发现一颗中等亮度的恒星——金牛座ζ星(天关),只要夜晚晴朗少云,这是一颗在大多数城市都能看到的三等星。

在黑暗的夜空下,如果你用一个比较好的双筒望远镜瞄准金牛座ζ ,你就会看到下图的情景。

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在金牛座ζ星的附近,有一个著名的大星云。从深橙色到亮蓝色,一个明显膨胀、微弱和模糊的天体。这就是蟹状星云或称梅西耶1。

梅西耶1号:蟹状星云(超新星残骸)

蟹状星云(M1,或NGC 1952)位于金牛座ζ星东北面,距地球约6500光年。源于一次超新星(天关客星SN 1054)爆炸。

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上图就是我们星系中的一颗死亡的恒星,对宇宙来说它刚去世不久:确切地说,死亡时间是1054年!这对恒星来说没多少时间,从恒星死亡以后,超新星残骸一直在向周围的空间膨胀,形成了我们今天看到的M1:蟹状星云。

下面是1973年和2000年前后两张照片的对比,我们可以清晰的看到超新星爆发后的残骸随着时间的推移在不断变化。

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这颗恒星死亡后外层持续的膨胀和冷却,其核心已经坍缩成一颗直径10公里,发射X射线,每秒旋转和脉动约30次的中子星。我们是怎样知道星云中性的情况?下图是钱德拉X射线天文台拍到的图像。可以清楚的看到星云中性的坍缩核心。

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到目前为止,对M1超新星残骸最好的观察图像来自哈勃太空望远镜,哈勃真实地捕捉到了这颗死亡恒星的外层与星际介质相互作用时膨胀的细丝结构。下图可能是你见过很多次的超新星照片,它其实就是M1。

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虽然这幅图像经过了色彩增强处理,而且是许多图像拼接在一起,但丝状结构是真实存在的,下图为详细的丝状结构特写。

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超新星的残余可能会触发新恒星的形成,因为残骸会继续膨胀并与分子云相互作用,而内部的中子星会随着时间的推移继续发生变化,因为中子星所处的环境远未达到平衡。

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这就是梅西耶1号蟹状星云,一个超新星爆发的残骸,正在随着时间的推移不断地演化,在2054年7月将是M1的1000周年纪念日。

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