揭秘中國史書記載最古老超新星之謎(圖)

2011-10-25 19:55

中國天文學家曾於大約2,000年前目擊一超新星，並將其記載於史書中，這是史上最古老的超新星記錄。現代天文學家利用太空望遠鏡的觀測結果，瞭解這個超新星如何發生，以及如何以超快的速度擴張到目前的規模，終於解開該超新星的千古之謎。

RCW 86是第一顆有歷史記錄的超新星。（圖片來源：NASA）

據美國航空航天局（NASA）網站報導，中國天官於西元185年觀測到天空出現一顆「客星」，它在天空出現的時間持續了8個月之久。到了1960年代，科學家認定這個神秘客星是第一顆有歷史記錄的超新星，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。但令科學家感到困惑的是，此超新星的殘骸比預期的還大。如果以今天的紅外光觀測，它們在天空中的大小超過滿月。

美國北卡羅萊納州立大學（North Carolina State University）天文學家威廉斯（Brian J. Williams）等人的研究認為，這場超新星爆炸剛好發生在一個中空的地區，使星體向外拋出物質的速度比應有的更快、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。

藉由史匹哲太空望遠鏡（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錢德拉X射線天文臺（Chandra X-ray Observatory， CXO）和歐洲宇航局（European Space Agency）XMM-牛頓天文臺（XMM-Newton Observatory）的資料，科學家發現它是Ia型超新星爆炸事件。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後，收縮成一種稱為白矮星的密集星體，此白矮星隨後因奪取伴星物質以致發生爆炸。

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。

研究人員測量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。

上述研究發表於《天文物理期刊》（Astrophysical Journal）中。