超新星遗迹

超新星遗迹——金牛星座中的蟹状星云

第三类星云就是超新星遗迹，虽然它的名字里没有“星云”两个字，但它却是一种很重要的星云。和“行星状星云”一样，它也和恒星的生命过程有密切关系，它是超新星（supernova）爆发后抛出的气体形成的。

狐狸座的哑铃星云

什么是超新星？这和“新星”（nova）一词有关。1572年，丹麦天文学家第谷（Tycho Brahe）发现在仙后星座内突然出现了一颗星星。原来在同一位置上并没有的，现在它固定在仙后座内，所以第谷称它为“新星”。1885年，天文学家又在仙女座大星云中发现了一个很亮的星星，几乎比一亿个太阳的亮度还大。直到20世纪以后，人们才弄清楚，像这样突然出现的星星，并不是诞生的“新星”，而是恒星演化末期发生的现象。那些恒星亮度增加约数百万倍的现象被称为“新星”，而那些亮度增加亿倍以上的现象则被称为“超新星”。

“超新星遗迹”是超新星爆发时，星体的外层向空间迅猛地抛出大量物质，它们与星际物质作用，形成的遗留在空间的丝状气体云和气壳。在历史文献中，已经确认的一些超新星记载有：1054年，我国宋朝所记录的“天官客星”；1572年，第谷在仙后星座发现的超新星；1604年，开普勒在蛇夫星座发现的超新星。

“天官客星”一般都称为“中国超新星”。我国史书《宋会要》记载：“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。”说的是公元1054年7月4日清晨，天空中出现了一颗特别明亮的超新星，在金牛座（中国古星名“天关”）附近，白天也能看见它亮如金星，光芒四射，一直持续了23天。1942年左右，天文学家确定，“中国超新星”的残骸就是著名的金牛座蟹状星云（M1）。

丹麦天文学家第谷

射电天文学问世以后，人们发现超新星遗迹都是很强的射电源。与“行星状星云”一样，这类星云的体积也在膨胀之中，最后也趋于消散。目前，银河系内已找到了一百多个。

金牛星座中的蟹状星云由超新星炸出的物质组成，现在已经扩散到直径大约10光年的范围内，并且仍以高达1800千米/秒的超高速向外膨胀。它的丝状物都在向外膨胀，不同的丝状物有不同的膨胀速度。

超新星N49爆发后的遗迹

蟹状星云的另一个重要科学意义，是它为科学家提供了一种相对可信的恒星演化过程，那就是在它的中央发现了一颗中子星。按照恒星演化理论的假设，超新星爆发时，气体外壳被抛射出去，形成超新星遗迹，而核心却迅速坍缩，由恒星质量决定它最终是变成一颗白矮星还是变成一颗中子星，或者变成黑洞。

天文学家在蟹状星云中发现的中子星，正好为这种假设提供了证据。因为中子星体积非常小，直径大约只有30千米，自转速度非常快，每秒大约转动33次，因此用光学望远镜看不到。它是因为有脉冲式的无线电波辐射而被发现的，并在理论上确定为中子星。天文学家可以通过蟹状星云来了解重质量恒星演化末期与中子星的性质，难怪有学者称:“蟹状星云是研究恒星爆炸死亡的宝库。”