臺北市立天文科學教育館

在1999年首次觀測蟹狀星雲完整區域的25年後，NASA/ESA的哈伯太空望遠鏡又再次對這片超新星殘骸進行了觀測。這次觀測以前所未見的細節展現了超新星爆發後的景象，以及它在哈伯漫長的觀測生涯中的演化過程。

西元1054年，世界各地的天文學家觀測到天空中出現一顆亮度極高的天體，在白晝也持續閃耀數週。如今，這顆在歷史紀錄中的明亮天體被認為是超新星SN 1054，而它的殘骸蟹狀星雲 M1則在6,500光年外持續膨脹演化。蟹狀星雲在18世紀中期被發現，在1950年代，愛德溫·哈伯等人發現中國古天文記錄中的明亮天體出現位置和蟹狀星雲有密切關聯，最終人們在蟹狀星雲中心發現一顆脈衝星，它為星雲的膨脹提供了動力，這一項發現是現代觀測與古代記錄吻合的一個成功案例。

在這次的最新影像中，哈伯望遠鏡捕捉到星雲的複雜絲狀結構，以及這些結構在25年間以每小時550萬公里的速度向外移動的景象。研究團隊發現，蟹狀星雲外圍的絲狀結構比中心區域移動得更劇烈，而且並非隨著時間推移而拉伸，而是簡單地向外移動。這是由於蟹狀星雲是脈衝星風星雲，由同步輻射驅動，而同步輻射是由脈衝星磁場與星雲物質相互作用產生。在其他著名的超新星遺跡中，膨脹則是由初始爆炸產生的衝擊波驅動的，這些衝擊波侵蝕了垂死恆星先前拋射出的周圍氣體殼層。

圖說：蟹狀星雲 M1在2024年（左）與1999年（右）由哈伯拍攝的影像。Image: NASA, ESA, STScI, William Blair (JHU); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

研究團隊表示，最新的高解析度影像也提供更多關於星雲三維結構的線索。哈伯的第三代廣域照相機（WFC3）於2009年安裝，那也是太空人最後一次對哈伯望遠鏡的儀器直接進行升級。在星雲內部的同步輻射薄霧中，可以看到一些絲狀結構的陰影。與直覺相反，哈伯最新影像中一些較亮的絲狀結構卻沒有陰影，這表明它們位於星雲的另一側。

哈伯望遠鏡對蟹狀星雲觀測的真正價值尚未完全顯現。哈伯的數據可以與近期其他望遠鏡在不同波長下觀測蟹狀星雲的數據結合。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡於2024年發布了對蟹狀星雲的紅外線觀測數據，將哈伯影像與其他當代多波段觀測數據進行比較，將有助於科學家更全面地了解超新星爆發後的持續影響。（編譯／王庭萱）

資料來源：NASA