蟹狀星云25年來的膨脹

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作者：European Space Agency, edited by Gaby Clark, reviewed by Robert Egan

翻譯：賀玉影

校對：牧夫校對組

編排：張瑩

后臺：朱宸宇

https://phys.org/news/2026-03-hubble-revisits-crab-nebula-track.html

哈勃望遠鏡拍攝的蟹狀星云.

Credit: NASA, ESA, STScI, W. Blair (JHU).

Image Processing: J. DePasquale (STScI)

近一千年以前，天文學家們見證了一顆明亮的新恒星在天空迸發。這顆超新星是那么明亮，在數周的時間里白天都能看見。今天，它擴張的遺跡——蟹狀星云，繼續在離我們6500光年之外的地方進化著。蟹狀星云被埃德溫·哈勃首次和歷史記載聯系起來，之后哈勃太空望遠鏡對它進行了詳盡的研究。現在，該望遠鏡重訪了這次古老的爆發，以追蹤其持續的膨脹與演變。

自從哈勃在25年前首次觀測全部的蟹狀星云，它現在又對著這顆超新星的遺跡重新觀察了一番。蟹狀星云來自超新星SN 1054，它位于金牛座，距離地球6500光年。

觀測結果是獨一無二的，我們看到了在哈勃漫長服役時段中這一超新星遺跡的進化的細節。一篇詳細介紹觀測結果的論文已發表于《天體物理學雜志》。

此超新星遺跡發現于18世紀中期。1950年代，數名天文學家注意到中國天文學記錄中的超新星和蟹狀星云的位置之間的緊密聯系，埃德溫·哈勃是其中之一。蟹狀星云中心有一顆脈沖星（迅速旋轉的中子星）的發現——正是脈沖星驅動著星云的膨脹——終于使現代觀測結果與古代記載得以吻合。

在最新拍攝的星云圖像中，哈勃望遠鏡不僅捕捉到了其纖維狀結構的非凡細節，還記錄了這些纖維狀結構在過去25年中以每小時550萬公里的速度向外移動的顯著現象。哈勃望遠鏡是唯一兼具長期觀測能力和高分辨率的望遠鏡，能夠捕捉到這些細微的變化。

為了更好地與新圖像進行對比，哈勃望遠鏡1999年拍攝的蟹狀星云圖像經過了重新處理。這兩張哈勃圖像中的色彩變化，既反映了氣體局部溫度和密度的變化，也體現了其化學成分的變化。

科學小組注意到，圍繞星云周邊的纖維和中心的纖維相比移動得更多，與其說是隨著時間擴大了，它們更像是單純地往外跑了。這是因為蟹狀星云本質上是一個脈沖星風星云，其能量來源于同步加速輻射——這種輻射是由脈沖星磁場與星云物質相互作用產生的。而在其他著名的超新星遺跡中，膨脹則是由初始爆炸產生的沖擊波驅動的，這些沖擊波侵蝕了垂死恒星先前拋射出的周圍氣體殼層。

哈勃望遠鏡最新、分辨率更高的觀測數據，也為蟹狀星云的3D結構提供了更多見解——這在2D圖像中往往難以確定。可以看到，一些纖維結構的陰影投射在了星云內部同步加速輻射的霧靄上。出人意料的是，最新哈勃圖像中一些較亮的纖維結構并未投射出陰影，這表明它們必然位于星云的背光面。

據科學小組稱，哈勃望遠鏡對蟹狀星云觀測的真正價值尚未完全顯現。哈勃的數據可以與其他望遠鏡近期在不同波長下觀測蟹狀星云所得的數據進行比對。韋布空間望遠鏡已于2024年發布了其對蟹狀星云的紅外光觀測結果。將哈勃望遠鏡的圖像與其他當代多波段觀測結果進行對比，將有助于科學家們拼湊出一幅更完整的圖景，展現這顆超新星持續的余波——距天文學家首次驚嘆于天空中那顆閃爍的新星已過去數個世紀。

責任編輯：郭皓存

牧夫新媒體編輯部

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