王濤王善欽 

古人早就意識(shí)到，天空不是永恒不變的。除了那些位置幾乎不變的“恒星”外，還有很多突然出現(xiàn)又很快消失的星。在中國(guó)的古代，這些星被稱為“客星”，因?yàn)?/font>它們像客人一樣，來(lái)了后很快就離開(kāi)；在古代西方，這些星被稱為“新星”。

20世紀(jì)30年代，美國(guó)天文學(xué)家巴德與茲維基發(fā)現(xiàn)：有一些新星的真實(shí)亮度遠(yuǎn)超過(guò)其他大部分新星，他們將它們稱為“超新星”。根據(jù)現(xiàn)代天文學(xué)家的研究，中國(guó)古代記載的客星主要有三大類(lèi)：彗星、新星與超新星。超新星都極其明亮，并可能持續(xù)幾個(gè)月甚至幾年；在此期間，一顆超新星所釋放的輻射能量可以與太陽(yáng)在其一生中輻射能量的總和相當(dāng)。

超新星有兩種主要的產(chǎn)生方式。第一種是初始質(zhì)量超過(guò)8個(gè)太陽(yáng)的大質(zhì)量恒星的爆炸；第二種是處于雙星系統(tǒng)內(nèi)的白矮星的爆炸。超新星爆炸后，其大部分甚至幾乎所有物質(zhì)以高至十分之一光速的速度向外擴(kuò)散，迅速成為一個(gè)由膨脹的氣體和塵埃構(gòu)成的物質(zhì)團(tuán)，它們就是超新星遺跡。

一般而言，人們認(rèn)為公元185、386、393、1006、1054、1181、1572與1604年被記載下來(lái)的8次客星/新星是超新星。這些超新星被統(tǒng)稱為“歷史超新星”。它們都處于銀河系內(nèi)，且都是在天文望遠(yuǎn)鏡于1609年被發(fā)明之前被發(fā)現(xiàn)。

這8顆超新星中，于公元1181年被觀測(cè)到的SN 1181是比較特殊的——它是唯一長(zhǎng)期未被確認(rèn)出可靠遺跡的超新星。中國(guó)和日本的天文學(xué)家在8份不同的文書(shū)上記錄了它，但其他國(guó)家的文獻(xiàn)沒(méi)有任何記載。劉金沂在1983年發(fā)表的《公元1181 年超新星及其遺跡》一文中收集了中日文獻(xiàn)中與這顆超新星有關(guān)的記載，本文的相關(guān)引文轉(zhuǎn)引自此文。

南宋孝宗時(shí)期的天文官員是世界上第一個(gè)觀測(cè)并記載SN 1181的天文學(xué)家。《宋史·天文志》中記載：“淳熙八年六月己客星出奎宿，犯?jìng)魃嵝?，至明年正月癸酉，凡一百八十五日始滅。?font>當(dāng)年的六月己對(duì)應(yīng)公歷的8月6日。

第二天，日本天文學(xué)家也觀測(cè)到這顆超新星，并記載于《明月記》：“養(yǎng)和元年六月廿五日庚午客星出北方，近王良，守傳舍?！?font>當(dāng)年的六月廿五日對(duì)應(yīng)公歷的8月7日，這個(gè)記載也表明，這顆超新星在傳舍附近。

金朝天文學(xué)家則在南宋天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)這顆超新星5天后記載了它?！督鹗贰ぬ煳闹尽穼?xiě)道：“大定二十一年六月甲戌客星見(jiàn)于華蓋，凡一百五十有六日滅?！?font>當(dāng)年的六月甲戌對(duì)應(yīng)公歷的8月11日。

這些記載表明，它在“奎宿”中的“王良”五星附近，且接近紫微垣的“傳舍”九星與“華蓋”十六星。傳舍跨過(guò)鹿豹座、仙王座和仙后座。華蓋連成的圖形的形狀像傘，王良的形狀像車(chē)夫駕駛四匹馬，它們也都在仙后座?！段墨I(xiàn)通考》對(duì)SN 1181的位置有更詳細(xì)的記載：“客星守傳舍第五星?！眰魃嵛寮聪珊笞?5。這些記載給出了SN 1181的大致位置。

上述記載還表明，SN 1181經(jīng)歷了大約6個(gè)月才無(wú)法被看到。日本的《吾妻鏡》還描述了這個(gè)超新星的早期亮度：“（亮如）鎮(zhèn)星，色青赤，有芒角”。鎮(zhèn)星即土星。這個(gè)記載表明，這顆超新星在早期有土星那么亮。

在上個(gè)世紀(jì)觀測(cè)設(shè)備精度不高時(shí)，人們普遍認(rèn)為星云3C58是SN 1181的遺跡。但近20多年詳細(xì)觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，3C58的年齡長(zhǎng)達(dá)7000年，這與840年前爆發(fā)的SN 1181的年齡多了6000多年，因此二者并無(wú)物理上的關(guān)聯(lián)。

2021年，我國(guó)香港大學(xué)的物理系與空間研究實(shí)驗(yàn)室的里特（Andreas Ritter）領(lǐng)銜的一個(gè)國(guó)際合作團(tuán)隊(duì)公布了一個(gè)與SN 1181的遺跡有關(guān)的結(jié)果。里特團(tuán)隊(duì)的其他合作人員分別來(lái)自匈牙利的Konkoly天文臺(tái)、英國(guó)的曼徹斯特大學(xué)Jodrell Bank天體物理中心、西班牙的Andalucía天體物理研究所與法國(guó)的Kermerrien天文臺(tái)。

里特團(tuán)隊(duì)研究了仙后座的一個(gè)星云——Pa 30星云。根據(jù)得到的這個(gè)星云的光譜，里特團(tuán)隊(duì)計(jì)算出它的膨脹速度大約為1100千米每秒。該團(tuán)隊(duì)假定Pa 30星云勻速膨脹，并將它的大小除以其膨脹速度，得到它的膨脹時(shí)間約為1000年，略大于SN 1181的年齡。由于超新星早期膨脹速度較大，因此實(shí)際上的膨脹時(shí)間會(huì)比這個(gè)值小一些。因此，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為SN 1181的遺跡是Pa 30星云。

結(jié)合SN 1181的距離與其早期的視亮度，里特團(tuán)隊(duì)推斷出它的光度比普通的超新星低得多，很可能是一顆罕見(jiàn)的Iax型超新星。此前的研究認(rèn)為SN 1181來(lái)自兩顆白矮星并合后產(chǎn)生的Iax型超新星，這次的研究為此前的研究提供了新的支持。

一般而言，Iax型超新星源自白矮星的不完全爆炸。相比之下，Ia型超新星來(lái)自白矮星的完全爆炸。如果這些結(jié)論被證實(shí)，就意味著SN 1181是銀河系中第一顆被觀測(cè)到的Iax型超新星。

里特團(tuán)隊(duì)的這篇論文還對(duì)這個(gè)超新星以及中心的一顆恒星進(jìn)行了一些有意思的研究。這篇論文于2021年9月15日發(fā)表于《天體物理學(xué)快報(bào)》（The Astrophysical Journal Letters）。

關(guān)鍵詞： 超新星 遺跡 公元