【原】二維到三維，平面到立體，進(jìn)一步清晰了解蟹狀星云的形成

天文在線 2023-04-08 發(fā)布于云南

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科學(xué)家們公開(kāi)遠(yuǎn)古宇宙的恒星大爆炸視頻

天文家們用一個(gè)新型的三維可視化技術(shù)模擬重建了人類迄今看到的最大的恒星爆炸，現(xiàn)在你也可以看到它了。

當(dāng)一個(gè)恒星死亡時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生巨大的爆炸我們稱之為超新星爆炸，爆炸的殘屑在數(shù)十億光年外依舊可以被觀測(cè)到。

人們認(rèn)為隨著這些爆炸的發(fā)生，一個(gè)超新星會(huì)誕生于宇宙之中。

一個(gè)天文學(xué)家組成的隊(duì)伍在收集了美國(guó)國(guó)家航空與航天局的觀測(cè)資料之后，建立了首個(gè)蟹狀星云的三維可視化模型，這是迄今為止人類觀測(cè)到的最出名的超新星爆炸之一。這個(gè)模型詳細(xì)描繪了蟹狀星云的復(fù)雜環(huán)境以及給我們提供了一個(gè)全新的視覺(jué)去了解這一遠(yuǎn)古的恒星爆炸。

視頻的最后展示了一個(gè)多波長(zhǎng)計(jì)算機(jī)模擬模型，詳繪了組成蟹狀星云的多層絲狀結(jié)構(gòu)，以及從它熾熱的核心向環(huán)繞在大爆炸外圍的氣體纖維釋放出高度的輻射。

蟹狀星云：一段歷史

這不是普通的超新星。蟹狀星云首次在公元1054年被宋朝司天監(jiān)觀測(cè)到，當(dāng)時(shí)蟹狀星云被人們稱為“天關(guān)客星”，因?yàn)榧词乖诎滋欤琅f十分光亮，甚至連續(xù)23天白天都能看到它。

雖然亞洲，美國(guó)原住民和中東的古代天文學(xué)家在早前曾觀測(cè)到空中的這種星云，但直到1731年英國(guó)天文學(xué)家約翰·拜維斯才正式發(fā)現(xiàn)蟹狀星云。

天文學(xué)家們始終對(duì)蟹狀星云著迷不已，并從許多后續(xù)的觀測(cè)資料中逐漸了解到更多關(guān)于蟹狀星云的細(xì)節(jié)。1840年威廉·帕森思在觀測(cè)到這種星云兩邊有著觸角似的形狀后，將其命名為蟹狀星云，天文學(xué)家們?cè)?900年代才正式確認(rèn)這一宇宙結(jié)構(gòu)為超新星。

根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空與航天局描述，蟹狀星云第一次被觀測(cè)到的時(shí)候，其亮度是金星的六倍，大小約為直徑六光年。

這個(gè)超新星距離地球6500光年，位于金牛星座中，它的視星等級(jí),或者叫做衡量物體亮度的等級(jí)，為8.4。相比較之下，土星最大的衛(wèi)星泰坦的視星等級(jí)為8.2。

圖片說(shuō)明：蟹狀星云的正中心有一個(gè)脈沖星：一個(gè)中子星，它的質(zhì)量大如太陽(yáng)，但卻只有一個(gè)小鎮(zhèn)般大小。蟹狀星云脈沖星每秒旋轉(zhuǎn)約30次。

蟹狀星云的中央有一個(gè)恒星大爆炸后遺留下來(lái)的中子星。這個(gè)小恒星直徑大約19公里，并通過(guò)磁場(chǎng)的兩極的光束釋放出每秒30次的輻射脈沖。

圍繞在這個(gè)中子星周圍的是向外延伸的觸須狀的氣體纖維，它大部分由電離氧組成，這些電離氧是整個(gè)恒星系統(tǒng)與帶電粒子流最初爆炸時(shí)在邊界遺留下來(lái)的一個(gè)發(fā)光氣團(tuán)。

實(shí)現(xiàn)超新星再現(xiàn)

這個(gè)三維可視化模型是通過(guò)可視的，紅外線的和X射線的觀測(cè)結(jié)果而建立的，這些觀測(cè)結(jié)果是由錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)以及哈勃和史匹哲望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)得來(lái)的。

“看一個(gè)物體的二維圖像，特別是像蟹狀星云這種擁有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的物體，并不會(huì)給你一個(gè)太好的深入認(rèn)識(shí)它的三維立體的特質(zhì)的機(jī)會(huì)。”法蘭克·薩默斯，太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的可視化科學(xué)家在一份聲明中說(shuō)道。

“通過(guò)這種科學(xué)解釋，我們希望幫助人們理解蟹狀星云的嵌套和相互關(guān)聯(lián)的幾何結(jié)構(gòu)。這種多波長(zhǎng)觀測(cè)結(jié)果的相互作用闡述了這些幾何結(jié)構(gòu)。如果沒(méi)有結(jié)合X射線，紅外線和可見(jiàn)光來(lái)研究，你不可能得到一個(gè)完整的三維圖像。”