蟹状星云

金牛座的一团无定形的膨胀气体云。它的1950.0历元坐标:赤经5h31╮5,赤纬+21°59┡。角径为7┡×4┡,视亮度相当于9等星。按传统的形态分类,它被划为行星状星云,但本质上与典型的行星状星云完全不同。它已被证认为超新星遗迹。

中国史书《宋会要》载:“至和元年五月晨出东方,守天关,昼见如太白,芒角四出,色赤白,凡见二十三日。”这是北宋钦天监对 1054年7月出现的特亮超新星事件的观测记载。这个超新星爆发时亮度超过金星,近人称之为中国新星。它的遗迹(爆发过程中抛射的气体云)就是现在看到的蟹状星云。(见彩图)

蟹状星云(M1) 中国古籍《宋会要》关于1054年超新星事件的记载

1731年,英国天文爱好者比维斯首次用小型望远镜发现了这个朦胧的椭圆形雾斑。1771年刊布的《梅西耶星表》,把它列为第一号天体:M1。在《星云星团新总表》中,它的编号是NGC1952。1844年英国 W.P.罗斯用他自制的大型反射望远镜观察到星云的纤维状结构。他根据目视观察的印象,把星云描绘成蟹钳状,因而名为蟹状星云,并沿用至今。1921年美国邓肯对比两批相隔十二年的照片,确认该星云仍在膨胀。1942年荷兰的奥尔特推论蟹状星云是九百年前爆发事件的产物,从而把今日的蟹状星云和1054年观察到的超新星证认为一。

蟹状星云的可见光是强偏振化的,是快速电子在磁场中运动而产生的同步加速辐射偏振光的分析研究表明,纤维状结构的走向是平行于磁力线的。可见光谱中有发射线,除中性氢和电离氦线外,还有很强的禁线。蟹状星云是天上最强的射电源之一──金牛座A(即3C144)。该源周期地为月亮所掩,并且每逢六月被日冕掠掩,因此我们能精确地测定它的方位、大小和波谱特征,确切地证认出它的光学对应体即是超新星遗迹。蟹状星云还是强红外源、紫外源、X射线源和 γ射线源。它的总辐射光度的量级为1038尔格/秒,比太阳强几万倍。

1968年发现该星云中的射电脉冲星 NP0532(即PSR 0531+21)。它的脉冲周期是0.0331秒,为已知脉冲星中周期最短的一个。NP0532的光学对应体的目视星等约为17等。1969年确认它是光学脉冲星,接着发现它在X、γ和红外波段都有脉冲辐射。目前已公认,脉冲星是快速自旋的中子星,有极强的磁性(估计表面场强达1010~1014高斯),是超新星爆发时形成的坍缩致密星

蟹状星云中的光学脉冲星

蟹状星云脉冲星的质量约为一个太阳质量,其发光气体的质量也约达一个太阳质量,可见该星云爆发前是质量比太阳大若干倍的大天体。七十年代初,根据11种测距方法,求出它的距离的不加权平均值是 1,930秒差距左右,约相当于 6,300光年。由此推算出的星云大小是12光年×7光年。(见彩图)

参考书目
  1. S.Mitton,Crab Nebula,Faber and Faber,London,1979.