第谷超新星

作者|刘少华

审核|赵经远

编辑|贺柏翔

当星空中突然出现了以前看不到的星星时,我国古人把这颗多出来的星星统称为客星,它包括现代天文学概念中的新星、超新星以及彗星等来去匆匆的天体。而在古代西方,这类天体被统称为新星。

今天小星要给大家介绍的就是这样一颗短暂出现的“新星”(按现代天文学概念来说,应当被分类为超新星),它为西方带来了新的理性光芒。

清朝时期天球仪上的客星(图片来源于网络)

这颗超新星在我国古籍中亦有记载:“隆庆六年十月初三日丙辰(1572 年11 月8 日),客星见东北方,如弹丸,出阁道旁,壁宿度,渐微茫,有光,历十九日。壬申夜,其星赤黄色,大如盏,光芒四出……十月以来客星当日而见,光暎异常。按是星万历元年二月光始渐微,至二年四月乃末”(《明实录》)。

在西方,丹麦天文学家第谷·布拉赫也注意到了这颗明亮的星星:“今天(1572 年11 月11 日)我发现了一颗不寻常的星,它的光如此耀眼,几乎就在我的头顶上发光,它使其他星都黯然失色……我的知识告诉我,这个天区中以前没有什么亮星存在,更不用说像现在这样明亮的星星了。”

这颗超新星位于仙后座方向,最亮时比金星还要亮,在白天也能看到。虽然中国比第谷早3天发现这颗超新星,但是今天,这颗超新星被称为第谷超新星(SN 1572),因为第谷对它作了极其细致的观测和测量。这颗超新星还被大量地绘于中西方的各种星图中而广为人知。

明朝星图中的第谷超新星,图中以“客星”标识(图片来源于《赤道南北两总星图》)

一直以来,西方受古希腊哲学家亚里士多德的影响,认为太阳每天东升西落,月球每月阴晴圆缺,五大行星有时顺行有时逆行,而星空则是完美无缺,永恒不变。对于第谷超新星的出现,其他观测者认为这是地球大气以内的现象,以附和亚里士多德的天体不变论。但是第谷经过长时间精确测量,却不能发现它的视差(将一支笔放在眼前,轮流闭上左右眼,会发现笔相对于背景的位置有变化,这称为视差,距离越近,视差越明显,而遥远物体的视差很难察觉),由此提出了截然不同的观点,认为这个天体距离很远,不可能位于地球大气内。

视差(图片来源于网络)

1573年,第谷出版了关于这颗超新星的论著De Stella Nova(《新星》),决定以“nova”这个词作为新出现星星的名字[约400年后人们才发现这个天体不是新星,而是超新星(supernova),但第谷时代尚没有超新星一词]。

超新星的出现明显与亚里士多德的天体不变论相悖,而天体不变论是亚里士多德学派世界观中的基础公理之一,这一发现给亚里士多德的宇宙体系造成了沉重打击,同时也促进了新思维诞生。

第谷对SN 1572的记录,图中I即为超新星(图片来源于De Stella Nova)

第谷超新星的遗迹为射电源仙后座B,现在仍然吸引了众多天文学家的目光。对它的研究认为,第谷超新星可能属于Ia型超新星,它原本是一颗白矮星,从伴星吸取物质,使质量超过了1.44倍太阳质量,从而发生猛烈爆发。

第谷超新星遗迹(图片来源于NASA)

它的外壳气体目前仍以每秒约9000公里的速度向外膨胀。由于Ia型超新星最亮时的绝对星等是一定的,这一特征使得Ia型超新星被广泛用作测定遥远距离的标准烛光,由此得出第谷超新星残骸距地球的距离约为1万光年。

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