1181 年的超新星如今竟釋放發光細絲！

1181 年，當一顆超新星在夜空中閃耀了六個月時，它是如此明亮，以至於中國和日本的天文學家將其記錄爲仙后座中的一顆“客星”。

現在，夏威夷 W. M. 凱克天文臺使用凱克宇宙網成像儀（KCWI）的天文學家繪製了一個由奇異細絲組成的球體，這些細絲從恆星爆炸的地方向外延伸。

這是首次以 3D 形式觀察到這些宛如蒲公英花的細絲從這顆死亡恆星周圍的爆炸地點向外流動。研究人員在 10 月 24 日發表在《天體物理學雜誌快報》上的一篇論文中分享了他們的工作成果，這爲超新星遺蹟的結構提供了新的清晰認識。

“超新星遺蹟的標準圖像就像是煙花表演的靜態照片，”研究的合著者、加州理工學院物理學教授、建造成像儀團隊的負責人克里斯托弗·馬丁在一份聲明中說。

“KCWI 爲我們提供了更像是一部‘電影’的東西，因爲我們可以測量爆炸的餘燼從中心爆炸向外飛射的運動。”

這一發現爲天文學家試圖瞭解這顆不同尋常的超新星所留下的遺蹟又增添了一塊拼圖。

並且每次研究人員對這顆超新星進行觀察時，他們都會有更多驚喜的發現。

對名爲 SN 1181 的超新星的視覺證據的搜尋持續了數世紀，直到業餘天文學家達納·帕奇克在 2013 年首次發現了它的遺蹟。

帕奇克在篩選美國國家航空航天局現已退役的廣域紅外巡天探測器任務拍攝的圖像時，在超新星的原始位置附近發現了一個星雲。英國曼徹斯特大學的天體物理學教授阿爾伯特·齊爾斯特拉後來於 2021 年 確立了該星雲與 SN 1181 之間的關聯。

這個由超新星噴出物質所形成的星雲被命名爲 Pa 30。

然後，在 2023 年，天文學家發現星雲中奇怪的細絲因硫而發光。科學家知道超新星產生了這些細絲，但不清楚這些結構是如何或何時形成的。

1181 超新星不是普通的恆星爆炸。科學家認爲該事件是由一顆白矮星（即一顆緻密的死亡恆星）上發生的熱核爆炸所引起的。有可能是兩顆白矮星相撞產生了超新星。然而，這次撞擊只造成了部分爆炸。

超新星的劇烈爆發通常會將白矮星摧毀，然而被稱作罕見的 lax 型超新星的部分爆炸，反倒留下了一顆“殭屍恆星”。

“因爲這是一次失敗的爆炸，所以它比正常的超新星更爲暗淡，這與歷史記錄相吻合。” 奧地利科學技術研究所助理教授、共同研究作者伊拉里亞·卡亞佐在一份聲明中說道。

爲了能更仔細地觀察此次特殊爆炸所留下的細絲，天文學家們藉助了凱克宇宙網成像儀。

該儀器所捕獲的強大數據讓該團隊能夠測量每條細絲的運動情況，並創建出一個 3D 地圖。

當朝向地球移動的細絲處於人類眼睛可見的可見光中能量較高的藍色區域時，朝相反方向移動的細絲看上去更紅。

這類似於應急車輛打開警笛時所觀察到的多普勒效應；接近的車輛喇叭會發出更高的頻率，而當它駛離時，聲波會拉長並釋放出更低的頻率。

凱克宇宙網成像儀能夠對星雲中任何發光物質的速度進行測量。

當團隊對數據進行分析時，確定這些細絲正以每小時 220 萬英里（約每秒 1000 公里）的速度飛離超新星遺址。

“我們發現細絲中的物質正在進行彈道式膨脹，”哈佛-史密森天體物理中心的美國宇航局哈勃研究員、該研究的共同主要作者蒂姆·坎寧安在一份聲明中說。“這意味着，自爆炸以來，這些物質既未減速也未加速。依據測量到的速度，回溯時間，你能夠將爆炸時間精確到幾乎正好是 1181 年。”

儘管超新星的光在 1181 年 8 月 6 日首次抵達地球，但爆炸發生的時間要早得多。齊爾斯特拉說，這顆恆星距離地球 7500 光年，所以超新星的強光花了 7500 年纔在地球的夜空中可見，他沒有參與這項新研究。

3D 數據還指出了新的謎團，諸如星雲結構內的一個大空洞，以及超新星不對稱發生的證據。

坎寧安說，這些細絲似乎是從中心恆星延伸出的外殼輻射出來的。但團隊仍不確定這些細絲最初是如何形成的。

“提出了兩種情景：1）朝向恆星移動的衝擊波正在將塵埃昇華爲熱氣體，然後迅速冷卻並聚集成直的細絲，或者 2）塵埃團正被中心恆星的快速風剝離，”坎寧安在一封電子郵件中說。“我們的觀測無法對這兩種模型加以區分，要理解這個星雲，還需要更多的觀測和理論，不過我們的觀測提供了拼圖中重要的一塊！”

自 2023 年的一篇論文揭示了細絲的神秘之後，過去一年開展了研究以揭開其奧秘。

齊爾斯特拉表示，雖然線性細絲對於超新星而言是不同尋常的，但是它們和在行星狀星雲中所看到的特徵類似，或者與詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀測到的諸如南環星雲和環星雲等垂死恆星周圍的發光氣體殼相仿。

東京大學早期宇宙研究中心的博士生高俊敏（Takatoshi Ko）說，獨特的細絲結構“在物理層面進行解釋頗具挑戰——特別是鑑於觀測到的細絲（此前）似乎從中心延伸至外部區域。”

高未參與新的凱克宇宙網成像儀的觀測，不過他和他的同事在今年早些時候發表了一項研究，指出超新星遺蹟由多個區域構成，這導致難以協調細絲的確切構成。

柯表示，新研究的觀察結果顯示，細絲僅在星雲的外部區域延伸，並非從中心向外伸展，這爲超新星遺蹟內存在多個區域這一觀點進一步提供了證據。研究人員對細絲結構瞭解得越清楚，就越有可能率先揭開形成這一宇宙蒲公英的緣由。