哈勃观测蟹状星云的脉动心脏

[ 录入者:gohomeman1 | 时间:2016-07-14 22:52:24 | 作者:gohomeman1译 | 来源:哈勃官网 | 浏览:1176次 ]

原文标题:Hubble Captures the Beating Heart of the Crab Nebula

原文作者:Zolt Levay,Mathias Jäger,Ray Villard

来自:哈勃官网; 发表时间:2016.7.7

翻译:gohomeman1  审校:数星星的猫(编译版权所有,未经许可请勿转载)

2016.7.7:在金牛座有一个著名的星云——蟹状星云,星云中心是其脉动的心脏——它是一颗脉冲星,太空中极端物理现象的好样本:这个中心的小天体以不可思议的时钟精度,每秒发出30次射电脉冲。天文学家很快推定,它是一颗超新星爆发后的致密坍缩核——中子星,它像高速搅拌机一样迅速旋转。这个恒星残骸之所以能如此高速的旋转而不散架,是因为它比钢铁强100亿倍!如此难以置信的高密度意味着由中子构成的固态球,虽然质量超过1.4个太阳,其大小却不会超过一个大型城市。哈勃获得了中子星附近区域的图像:它释放大量的能量到周围的空间,持续推动超新星爆发的碎片云膨胀——就像一个野兽在摇动其笼子。

哈勃ACS拍摄的蟹状星云核心。大图:8.4MB,版权:NASA、ESA;下同。

本图由哈勃高级巡天相机(ACS)的广域通道(WFC)拍摄,滤光通道如下:550nm(nm)的橙光,摄于2005.9.15和2013.1.10,配色蓝绿; 606nm的橙红光,2003.8.8、2005.9.6,红。蟹状星云位于金牛座,离地球约6500光年,天球坐标:赤经5时34分32秒,赤纬+22° 00' 52"。

公元1054.7.4,中国天文学家记录了爆发于金牛座的超新星,这个终极的太空焰火,所谓的“客星”即使在白昼都可看到23天,在6个月中比金星更亮(《宋会要》:“嘉佑元年三月,司天监言:‘客星没,客去之兆也’。初,至和元年五月,晨出东方,守天关。昼如太白,芒角四出,色赤白,凡见二十三日。”)。这颗超新星也被日本、阿拉伯和美国土著所记载,它后来形成了著名的蟹状星云。1758年,当法国天文学家查尔斯·梅西耶(Charles Messier)在搜寻一颗预计将于当年回归的彗星时,在超新星销声匿迹的方向发现了一团模糊的星云(他当然没意识到这是超新星遗迹,译注)。后来,他把该星云加入著名的梅西耶星云表,且排名第一,所以其编号是M1。虽然M1并不像其他彗星那样在天空中移动,梅西耶简单地无视这个明显特性,而标记其为 “伪彗星”(fake comet)。约一个世纪后,英国天文学家威廉·帕森斯(William Parsons)描绘了星云的外貌,它看起来就像一只蟹,故名蟹状星云(Crab Nebula)。1928年,美国天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)首次提出蟹状星云与1054年的中国客星有关联。

本图深入蟹状星云的核心,放大展示了历史上最有名的超新星遗迹的脉动心脏,它也是被研究最透彻的恒星爆发遗迹。星云内部发出如计时般精确的射电脉冲,以及深嵌磁场中的带电粒子流形成的圈圈波浪。

哈勃第2代广域行星相机(WFPC2)获得的蟹状星云全景(拼接)图,大图:29.3MB

位于星云最中心的中子星,其质量比太阳还大,但是其直径仅有几十千米,因此密度高得难以置信。中子星每秒精确发出30个可探测到的能量辐射,使得它看起来在脉动。

美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)合作的哈勃太空望远镜,拍摄了中子星附近的星云区域。在图像中央的两颗明亮恒星中,右方那颗就是中子星(离漩涡中心更近,译注)。图像还揭示了中子星周围膨胀、破碎的气体丝。哈勃的高清晰度展示了发光气体错综复杂的结构,它们形成了旋转空腔和红色的气体丝。旋转空腔内的幽蓝色是在致密核心周围的超强磁场中,被加速到接近光速的电子发出的(同步)辐射。

中子星是宇宙中极端物理过程和不可思议暴力现象的最好陈列柜:成股的明亮气体以光速一半的高速离开中子星,形成一个个扩展的环。据信这些气体环起源于中子星的超高能粒子与星云气体相撞产生的高速冲击波。

钱德拉X线望远镜获得的中子星喷流和产生的冲击波纹(另一颗恒星与星云无关,在X线波段下看不见),版权:NASA,CXC。

1968年当中子星的心跳辐射信号被初次发现时,天文学家意识到他们发现了新的天体种类。现在天文学家知道,它是一类超新星遗迹的原型,称为脉冲星——高速旋转的中子星。这些星际 “探照灯”对于各种天象观测是无价宝藏,其中就包括引力波测量。

由中国天文学家在公元1054年记录的超新星遗迹M1,位于金牛座,离我们约6500光年,其亮度足以通过业余望远镜看到。

第2代数字巡天计划拍摄M1所在金牛座天区的广域大图,左下角为金牛座ζ。M1的视直径约6角分,而满月的视直径约30角分。大图:185MB

本周热点

在新窗口打开 实际大小 关闭 鼠标滚轮缩放图片

loading.