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錢卓拉X射線太空望遠鏡發佈了兩個著名超新星殘骸
NASA的錢卓拉X射線太空望遠鏡(Chandra X-ray Observatory)發布了兩段天空中兩個著名超新星殘骸的影片﹐分別是M1蟹狀星雲和仙后座A(Cas A)。這些資料來自錢卓拉在大約20年內收集的X射線數據﹐它們展示了兩顆我們銀河系內的大質量恆星發生超新星到炸後的殘骸以及其輻射所產生的戲劇性變化。
蟹狀星雲是在公元1054年由中國和其他天文學家觀測到的一次明亮超新星爆炸(編號SN 1054﹐中國稱「天關客星」)﹐距離地球6,500光年。其核心是一顆中子星(脈衝星)﹐這是超新星核心產生的超高密度致密物體。它每秒約旋轉30次﹐其輻射束在每次旋轉時掃過地球﹐就像一個宇宙中的燈塔。當年輕的脈衝星減速時﹐大量的能量被注入到其周圍的環境中。
特別的是一股高速的物質和反物質粒子風吹向周圍的星雲﹐形成一個震波﹐形成影片中所見的環。脈衝星的極高速噴流從極點噴出﹐朝向與環相垂直的方向﹐釋放出發射X射線的物質和反物質粒子。在過去的22年中錢卓拉已對蟹狀星雲進行了許多觀測。隨著這長時間的觀察﹐天文學家在新影片中清楚地看到了環和噴流的變化﹐顯示出令人著迷的波動﹐包括看到的X射線噴流的鞭狀變化。今年錢卓拉將持續進行一系列新的觀測以跟蹤未來的噴流變化。
仙后座A(簡稱Cas A)也是一顆超新星殘骸﹐估計約340年前在宇宙中爆炸。Cas A的外部區域顯示了爆炸的擴散衝擊波。這個衝擊波由震波組成﹐類似於超音速飛機產生的音爆。這些擴散的震波是粒子被加速到比地球上最強大的加速器「大型強子對撞機」所達到的最高速還要高。隨著爆炸波向外擴散﹐它遇到周圍的物質並減速產生第二個相對於爆炸波後退的震波﹐類似於交通堵塞從高速公路事故現場向後退。
Cas A一直是錢卓拉任務中觀測次數最多且公開發布圖像最多的目標之一。它是1999年錢卓拉的官方首張影像。錢卓拉首次在Cas A的中心發現了X射線的點源﹐後來被確認為一顆中子星。多年來﹐天文學家借助錢卓拉發現了Cas A中子星內部存在「超流體」的證據﹐揭示了大質量恆星在爆炸時可能會從內部翻轉﹐這在精確定位超新星爆炸的開始時間上邁出了重要一步。
錢卓拉還繪製了恆星內部形成的元素分佈圖﹐這些元素現在正在進入太空﹐幫助培育下一代的星球。最近﹐錢卓拉的數據與詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的數據結合﹐將有助於確定殘骸內部神秘結構的起源。
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