王濤王善欽 

古人早就意識到，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。在中國的古代，這些星被稱為“客星”，因為它們像客人一樣，來了后很快就離開；在古代西方，這些星被稱為“新星”。

20世紀(jì)30年代，美國天文學(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，中國古代記載的客星主要有三大類：彗星、新星與超新星。超新星都極其明亮，并可能持續(xù)幾個月甚至幾年；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8個太陽的大質(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年被觀測到的SN 1181是比較特殊的——它是唯一長期未被確認(rèn)出可靠遺跡的超新星。中國和日本的天文學(xué)家在8份不同的文書上記錄了它，但其他國家的文獻(xiàn)沒有任何記載。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。

南宋孝宗時期的天文官員是世界上第一個觀測并記載SN 1181的天文學(xué)家?！端问?/font>·天文志》中記載：“淳熙八年六月己客星出奎宿，犯傳舍星，至明年正月癸酉，凡一百八十五日始滅?！?font>當(dāng)年的六月己對應(yīng)公歷的8月6日。

第二天，日本天文學(xué)家也觀測到這顆超新星，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)年的六月廿五日對應(yīng)公歷的8月7日，這個記載也表明，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。《金史·天文志》寫道：“大定二十一年六月甲戌客星見于華蓋，凡一百五十有六日滅?！?font>當(dāng)年的六月甲戌對應(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，王良的形狀像車夫駕駛四匹馬，它們也都在仙后座。《文獻(xiàn)通考》對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個月才無法被看到。日本的《吾妻鏡》還描述了這個超新星的早期亮度：“（亮如）鎮(zhèn)星，色青赤，有芒角”。鎮(zhèn)星即土星。這個記載表明，這顆超新星在早期有土星那么亮。

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

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

里特團(tuán)隊研究了仙后座的一個星云——Pa 30星云。根據(jù)得到的這個星云的光譜，里特團(tuán)隊計算出它的膨脹速度大約為1100千米每秒。該團(tuán)隊假定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)際上的膨脹時間會比這個值小一些。因此，該團(tuán)隊認(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，很可能是一顆罕見的Iax型超新星。此前的研究認(rèn)為SN 1181來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到的Iax型超新星。

里特團(tuán)隊的這篇論文還對這個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》（The Astrophysical Journal Letters）。

關(guān)鍵詞： 超新星 遺跡 公元