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天文學家研究中國史書記載第一顆超新星

2011-10-26 作者:张 弘   
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據科學日報網10月24日報導,中國漢代天文學家在近兩千年前觀測到的一顆超新星被NASA的最新觀測所證實。

中國古代認為天人合一,天象變化和人間的變化互相對應,因此非常重視天文觀測,史書對這些觀測都有詳細的收錄。關於這顆超新星,《後漢書•天文志》記載:“中平二年十月癸亥,客星出南門中,大如半筵,五色喜怒稍小,至後年六月消。”


中平二年是西元185年,“客星”在天空出現持續了8個月,這些觀測記錄與超新星相符,這段記錄也被認為是人類記載的最古老的一顆超新星。

到了上個世紀60年代,科學家認為這個神秘客星是一顆超新星,隨後又確認RCW 86就是這顆超新星的殘骸,距離地球約8,000光年,直徑約為85光年左右。但令科學家困惑的是,此超新星的殘骸遠比預期的還大。如果人眼能看到紅外線,那麼這顆超新星殘骸在天空中的大小將超過滿月。

美國北卡羅萊納州立大學(North Carolina State University)天文學家布來恩.威廉斯(Brian J. Williams)等人研究認為,這場超新星爆炸發生在一個中空的地區,使星體向外拋出物質的速度比預期的更快、距離更遠,導致現在超新星殘骸的規模遠超過應有的程度,比預期的還大2-3倍。 威廉斯說,這顆超新星的殘骸非常大,成長非常快。”

天文學家用斯皮策太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)和廣角紅外巡天探測器(Wide-field Infrared Survey Explorer,WISE)的觀測結果,以及先前NASA錢德勒X射線天文台(Chandra X-ray Observatory, CXO)和歐洲宇航局(European Space Agency)XMM-牛頓天文台(XMM-Newton Observatory)的資料,發現它是Ia型超新星爆發事件。這種超新星的形成源自於像我們太陽的恆星在相對平靜的死亡后,坍縮成一種稱為白矮星的密集星體,白矮星隨後因吸取伴星物質達到臨界點而發生爆炸。

威廉斯說:“白矮星就像火焰中取出的冒煙煤渣,如果你在上面澆上汽油,它就會爆炸。”

這項觀測也是科學家首次發現白矮星在爆炸之前,居然可以在它的周圍形成一個空洞,此空洞可以解釋為何RCW 86的殘骸十分巨大。當此白矮星爆炸時,其向外拋射的物質完全不受任何氣體或塵埃阻擋,因此向外擴張得非常快。

斯皮策和WISE望遠鏡使得研究人員可以測量RCW 86殘骸中的塵埃溫度,約為攝氏零下200度左右;然後再藉此計算殘骸中需要多少氣體才能讓塵埃加熱到這種溫度。結果發現,在超新星殘骸向外擴張的絕大部分過程中,氣體密度都非常低,基本上,這裡就是個幾乎什麼物質都沒有的空洞區。

“現代天文學家揭示了兩千年前宇宙之謎的一個秘密,”斯皮策和WISE項目科學家比爾.丹馳說,“現在,多個觀測站延伸了我們的感官,讓我們可以充分體會到這顆死亡恆星顯示其背後的物理,但我們仍然象古代天文學家那樣對宇宙充滿了敬畏。”
 

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最後更新: 週三, 26 十月 2011 08:33