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「泄露的心」:蟹狀星雲

在著名作家埃德加·愛倫·坡(Edgar Allan Poe)的短篇小說《泄密的心》(The Tell-Tale Heart)中,一名殺手在其認為聽到了受害者的心跳後,認罪了;結果,心跳聲只是幻覺。然而,天文學家卻在6500光年外,發現了真正的「泄密的心」。這個心臟是顆死亡多時恆星的坍縮內核——中子星,雖然恆星已經以超新星爆發終結,但中子星仍舊以超高精度搏動著。其心跳證據就是來自高速旋轉中子星發出的快速閃爍的能量脈衝,就像燈塔一樣。超新星遺迹現在已膨脹為千瘡百孔的蟹狀星雲,而恆星殘骸則深嵌於入星雲中心。

「泄露的心」:蟹狀星雲


哈勃ACS拍攝的蟹狀星雲和中央的脈衝星。大圖:28.8MB,版權:NASA、ESA;下同。


本圖由哈勃高級巡天相機(ACS)的廣域通道(WFC)拍攝,濾光通道如下:550nm(納米)的黃光,配色慘綠。圖像視場大小:7×5角分,累積曝光約200分鐘(所以細節極為豐富)。天球坐標:赤經5時34分32秒,赤緯+22° 00 52"。


在美國宇航局(NASA)和歐洲空間局(ESA)合作的哈勃太空望遠鏡拍攝的蟹狀星雲(Crab Nebula)中心圖像里,一顆久已爆發為超新星的死亡恆星殘骸,以發出的奇特輝游標識出其位置。別被騙了,這個鬼怪般的奇異天體還在脈動(像不像鬼臉,或者外星人……),而深埋於星雲中央的是恆星「泄密的心」,它以極高的精度搏動著。


這個心臟是顆死亡多時恆星的坍縮內核——中子星,其質量比太陽還大,但體積卻極小,因此密度超級高,是普通鋼鐵的1千億倍(當長度縮小到二千分之一,體積就會縮小到千億分之一,這正是原子核與原子的區別,譯註)。這個緻密的能源核心就是圖像中央附近那顆不閃爍的恆星(圖中箭頭所指處)。

這顆存留的恆星殘骸是個超級發電機,每秒自轉達30次(地球24小時才自轉一圈,請對比一下)。瘋狂旋轉產生的超級磁場使得電動勢超過了1萬億伏特(V)!這個超強磁場事實上在星雲中產生了一個帶有明顯波紋的喇叭狀旋渦,在脈衝星右上方很容易就能看到。

「泄露的心」:蟹狀星雲



哈勃獲得的蟹狀星雲本身運動的對比圖,紅綠藍分別標出了中央漩渦的波紋位置,分別攝於2005.9.6、10.22、11.6,大圖:1.2MB。


星雲的熾熱氣體發出全波段的電磁輻射,從X射線一直延伸到無線電波(天文學稱為射電)。哈勃拍攝的可見光濾光圖像是黑白的。哈勃的高級巡天相機(ACS)在2012.1月和2012.9月分別進行了觀測。把星雲渲染為綠慘慘的鬼火色,固然是濾光波段就在窄帶黃綠光(中心波長550納米),但主要是為了與10.31夜—11.1的萬聖節(Halloween)情調相配。

蟹狀星雲是被研究歷史最長、研究最集中的超新星遺迹。其歷史數據可上溯到公元1054年春,中國天文學家(司天監)首先報告發現白天可見的「客星」,並持續了23天;其最亮時,是金星亮度的6倍。日本、阿拉伯和北美的占星師也都記載了這顆神秘的星星。1758年,法國天文學家查爾斯·梅西耶(Charles Messier)在搜尋彗星時,在此前早已消失的超新星附近天區,發現了一團模糊的星雲。他後來把這個星雲記錄在其梅西耶星雲表中,標記為「Messier 1」,並標註為「假彗星」。大約一個世紀後,英國天文學家威廉·帕森(William Parsons)為其畫了素描(當年還沒照相術),它看起來像個螃蟹,從此M1得名蟹狀星雲。1928年,美國天文學家埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)首次把它與1054年的中國「客星」相關聯。


蟹狀星雲位於金牛座,離地球約6500光年,其亮度足以用普通的業餘天文望遠鏡看到。


原文標題:A Death Star s Ghostly Glow


原文作者:M. Weisskopf;Ray Villard


翻譯:gohomeman1(編譯版權所有,未經許可請勿轉載)

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