封面新闻记者杨晨 实习生 陈彦君
1054年,宋朝人抬头仰望,观天事测吉凶时,在金牛座的天关星附近发现了一重大“天象”,并将肉眼所观察到的星体取名为“客星”。而后,这次“天象”被科学家判定为一次超级明亮的超新星爆发。
经过近千年的演化,这颗“客星”“成长”为如今我们所熟知的蟹状星云,距离地球6500光年。
跨越近千年的“仰望”,冥冥之中,探索未知的“接力棒”又再次传回国人手中。
2021年,也就是在其“诞生”的967年以后,同样是在中国,科学家们利用自主修建的,以宇宙线观测研究为核心的国家重大科技基础设施——LHAASO(高海拔宇宙射线观测站),对蟹状星云又有了新的发现。
据悉,相关结果于美国东部时间7月8日在《科学》(Science)上发表,由中国科学院高能物理研究所牵头的LHAASO国际合作组完成。在这之前,记者采访了LHAASO项目首席科学家曹臻,了解此次发现的主要内容和重大意义。
LHAASO项目
关于“蟹状星云”
在介绍此次发现成果之前,曹臻从蟹状星云的“诞生”,以及人类对其的研究内容作了说明。
1054年,金牛座的天关星附近突现“客星”,宋朝的“天文中心”司天监观察并记录到了这一重大“天象”。
据《宋会要》记载:“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,昼见如太白,芒角四处,色赤白,凡见二十三日。”
根据描述,这颗星出现的时候带着呈四角的光辉,红白色。不光是晚上可以看见它,在白天也能够看到,甚至持续了二十三日之久。不光在中国,当时世界上还有其他国家的天文学家对此也有记载。但随着观测水平的提高,科学家们也发现了该星体的变化,星云的出现和“膨胀”。
经过观测、推算和研究,便判定了在1054年观测到的那一次,为超新星爆发,并“诞生”了我们熟知的蟹状星云。“虽然当时记录到的观测时间是在五月,但是因为其在离地球6500光年的地方,根据天文单位换算,爆炸其实是于当年的7月4日凌晨发生的。”曹臻表示,正是有了当时宋朝司天监的准确记录,为后续的研究和测定,省去了不少复杂的计算。“说明我们中国人做天文有得天独厚的优势。”
如今,这个星云还在往外,以大约1500公里/秒的速度扩展。“相当于每一秒就扩展一个北京到上海的距离,可以想象多快多大。但是因为离我们太远,在我们人类有限的生命里,所能观察到的变化,并不明显。”曹臻说。
所以,其也是现代天文学中第一个被认证的具有清晰历史观测记录的超新星遗迹。在不断探索中,科学家们解释清楚了蟹状星云的更多“秘密”:中心有一颗在20公里范围内,以每秒钟30圈快速旋转的脉冲星。高速旋转的超强磁场将脉冲星表面磁层中的大量正负电子持续不断地吹向四周,形成一股速度近乎光速的强劲星风。星风中的电子与外部介质碰撞后会被进一步加速至更高能量才产生我们看到的星云。
同时,蟹状星云是为数极少的在射电、红外、光学、紫外、X射线和伽马射线波段都有辐射的天体。历史上对其光谱已经进行了大量的观测研究,是非常明亮且稳定的高能辐射源,在人类寿命范围内(相对而言)是不会改变的,因此在多个波段它被作为标准烛光,也即是测量其它天体辐射强度的标尺。
LHAASO项目
作为一把“标尺”
“标准烛光”,如何发挥“标尺”作用?
曹臻先从一个简单的概念入手:“在巴黎,有一个国际度量衡局,那里存放着一米长度的标准。我们如果要确定一段长度是否为1米的话,就要拿着去那比对。
文章来源:《探索科学》 网址: http://www.tskxzzs.cn/zonghexinwen/2021/0710/2093.html