漢朝末年,夜空中突現大如半個竹蓆的亮星,現已擴展到寬達85光年

科普大世界 發佈 2024-03-30T09:20:06.167067+00:00

公元185年,東漢靈帝中平二年,這一年的農曆二月,京師洛陽發生大火災,南宮被燒毀,於是增加畝稅十錢助修宮室,百姓不堪重壓,黃巾軍等揭竿而起,加上當時瘟疫多發,社會動盪,征戰連年,民不聊生,這一年也常被認為是漢朝末年的亂世之始。

公元185年,東漢靈帝中平二年,這一年的農曆二月,京師洛陽發生大火災,南宮被燒毀,於是增加畝稅十錢助修宮室,百姓不堪重壓,黃巾軍等揭竿而起,加上當時瘟疫多發,社會動盪,征戰連年,民不聊生,這一年也常被認為是漢朝末年的亂世之始。

這一年的農曆十月癸亥(陽曆12月7日)晚,人們在夜空中角宿(東方蒼龍七宿的「龍首」)的「南門(南門一和南門二之間)」附近(西方星相學是半人馬座,在長蛇座以南,豺狼座與船帆座之間)突然出現一顆明亮的大星,看上去有半個竹蓆那麼大,而且發出五彩的顏色,時而極其明亮,時而又暗淡下去,數日後這顆大星看上去小了一些,但直到第二年(也可能是第三年)的8月才消失不見,其在天空閃耀了8個月(也或為一年零八個月)的時間。

《後漢書》中對此記載說:「中平二年十月癸亥,客星出南門中,大如半筵(竹蓆),五色喜怒,稍小,至後年六月消」。

古人對夜空天幕上突然出現且過一段時間又消失的亮星稱之為「客星」,實際上它就是現代天文學中研究的大熱門「超新星」,上文提到的這顆超新星出現於公元185年,因此現代天文學中稱其為SN185超新星,又由於它出現在我國古代星相學中的「南門」天區,所以在我國也常被叫做「南門客星」。

在當時的星相學家看來,一個「喜怒無常」的「客星」在「南門」出現,或預示著一個動盪時代的開始,因為南門在我國古代建築中往往是座北朝南布局的開始,院落都是從南門先進的,但實際上這個超新星的出現和當時東漢的時局並沒什麼相關聯繫,但它仍然很不一般,因為它是歷史上第一個記載於史書中的且已被天文學家確認出現過的超新星,但是之前天文學家們卻並沒有在其出現的位置準確地找到它留下的中子星或黑洞等星體殘骸以及星雲,只是認為該位置上8000光年外的RCW 86碎片環有可能是它爆炸後遺留下的星雲,但是時間上又對不上,因為這個碎片環的直徑已經超過了85光年,那麼從一般的恆星超新星爆發出現的激波擴張速度上分析,這個碎片環產生的時間應該在1萬年以前。

不過最近天文學家們通過對RCW 86碎片環的深入研究,有了新的重大發現,終於確認了該碎片環實際上就是「南門客星」的遺蹟。

安裝在智利Cerro Tololo美洲天文台的Víctor M. Blanco 4米望遠鏡上的暗能量相機(DECam)重新對RCW 86超新星遺蹟形成的碎片環進行了成像拍攝,發現這個碎片環結構所含有的鐵元素相當多,天文學家們於是改變了之前認為的它來自於恆星主序星超新星爆發的認知,而是認為它來自於一顆白矮星的爆炸,即Ia型超新星。

Ia型超新星是一種特殊的超新星爆發,當一顆白矮星的質量達到太陽的1.44倍的時候,它的質量就達到了錢德拉賽卡極限,這個時候它就會史無前例的大爆炸,在極短的時間中灰飛煙滅,而且不會留下白矮星、中子星或者黑洞那樣的殘骸,只會化成一片星雲。

相對於常見的主序星超新星爆發,Ia型超新星爆發更為劇烈,激波擴散的速度也更快,大致是前者的5倍以上,因此判斷RCW 86碎片環形成的時間或不足2000年,那麼這樣一來,RCW 86超新星遺蹟就與SN185超新星對上了,因此基本可以確定前者就是後者形成的,這個碎片環就是公元185年我國漢朝欽天監的官員們記錄在冊的「南門客星」。

la型超新星通常出現在雙星或多星系統中,首先形成的白矮星可以不斷地從伴星上吸收物質,當吸收的物質量使得白矮星的物質量達到太陽的1.44倍的時候,通常會出現碳爆轟,於是la型超新星爆發就出現了,這一時刻會生成大量的重元素,所以鐵元素相當多。

這種類型的超新星爆發釋放的能量十分巨大,相當於太陽百億年核聚變釋放能量的上百倍,所以其爆發非常猛烈,物質向外拋散的速度可達每秒5000到2萬公里,能以光速的6%向外噴射,是主序星超新星爆發物質噴速度的5倍以上,因此科學家判斷它在不到2000年的時間中,就能擴散成了寬達85光年的一片激波煙雲,我國《後漢書》中記載的「南門客星」距今1838年,時間上正合適。

la型超新星的爆發時刻非常明亮,至少是太陽光度的50億倍以上,亮度會超過整個星系,當SN 185在夜空中閃耀時,漢朝人在南門位置看到一顆極亮的大星,大如半個竹蓆,五彩光芒閃耀不定,雖然它距離地球遠達8000光年。

參考資料:

《南方都市報》3月6日文章《公元185年中國欽天監首次記錄的超新星,現在被拍到殘骸》

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