螃蟹星云对于地球观察者张开角度为360度需要大约857年多，1920年减857年等于1063年，也就是说在1063年对于地球观察者来说螃蟹星云刚爆炸完准备抛射物体，那么再减去到地球的距离5000光年等于公元前3937年发生刚爆炸完

宇宙奇观：超新星爆发

大多数时候，每天我们抬头看向天空时，总是亘古不变的太阳、月亮和星辰。除了太阳和月亮以及几大行星之外，如果你不仔细看，很难能看出这些“亮点”是会缓慢移动的。似乎星空就是这样，一直不曾改变。

但事实并非如此，如果你运气好，生活在正好有超新星爆发的年代，那在超新星爆发的那些日子里，你很有可能会看到天空中一个很明显的光点，甚至在白天也能看到的清清楚楚。

在《宋史·仁宗本纪》就记载这这么一句话：

嘉祐元年三月辛未，司天监言：自至和元年五月，客星晨出东方，守天关，至是没。

其中这里的1056年4月5日到1054年7月4日，司天监观测到了一颗客星，在这里指的就是超新星。

我们现在还能看到那次超新星爆炸遗留下来的蟹状星云。

在历史上，关于超新星爆发的记载就有非常的多。不过，这些超新星爆发的位置都距离我们较远，因此，我们不能感受到它具体有多恐怖。根据目前的观测、模型和理论推算，如果太阳的位置发生一起超新星爆发，最亮时达到太阳亮度的几十亿倍都有可能。当然如果真的发生了，地球基本上也就没了。所以，超新星爆发产生的能量是惊人的，亮度常常能够比拟一个星系。那这可怕的现象到底是如何产生的呢？

超新星爆炸的原理

实际上，超新星爆炸一般分两种情况：

热核爆炸

核坍缩

那这两种情况是咋回事呢？

其实我们可以从“粒子”的角度来看，宇宙大爆炸之初，随着温度逐渐下降，物质粒子逐渐产生，其中氢原子和氦原子在宇宙中是最多的。宇宙中各种天体其实都是有原子构成的，尤其是各种恒星，它们主要都是氢原子和氦原子在引力的作用下聚合在一起。

这时候，我们就要注意了，一般来说原子并不会整整齐齐地排列，而是十分好动的。

由于恒星自身的质量特别大，就导致恒星内核的温度特别高，压强特别大。就拿太阳来说吧，内核的温度就达到了1500万度。这样高的温度，使得原子自身的形态都保持不住了，电子和原子核开始放飞自我，各玩各的，所以恒星内核是没有完整的原子结构的，我们把这种状态叫做：等离子态。

这个时候就会出现一个问题，恒星内部大多都是氢，所以此时恒星内部应该是氢原子核和电子的海洋。氢原子核说白了就是质子，因此，恒星内核更类似于质子和电子的海洋。而质子和质子就会有一定地概率撞到一起，当条件足够时，就有可能会发生核反应，点燃恒星，当恒星被点燃，也就进入了主序星。

要注意的是，如果我们把恒星看成一个火炉，那这个火炉的燃料就是氢原子核（质子），而残余的炉渣就是氦原子核。其中四个质子发生核反应形成一个氦原子核，这个氦原子核是由两个质子和两个中子构成的。

然后，如果恒星的质量足够大，当核心所有的燃料都烧完后，恒星会通过自身的引力给自己换个档位，在这个过程中就会发生氦闪。

说白了就是让核心温度升高，换完挡之后，燃料就成了氦原子核，而炉渣就是碳原子核和氧原子核。

如果氦也烧完了，按理说就应该开始烧碳原子核或者氧原子核。可问题时，有的时候恒星质量不够，引力产生的温度不足以让碳原子核发生核聚变，这时也就换挡失败了。但是，也不是没有转机的。像太阳系这样，只有单一恒星的系统在宇宙中是少数，更多的是双星系统甚至三星系统。

一般在双星系统中，质量更大的恒星都比较着急，烧得都比较快，当烧到碳烧不动时，就会变成一颗白矮星。接着，另外一颗恒星也会慢慢烧完氢，然后变成一颗红巨星。这时候白矮星就有可能通过引力开始吃这颗红巨星。

这一次吃，白矮星的质量就会上升，就有可能达到触发碳核聚变反应的条件，这时候燃料就是碳，而炉渣则是原子序数更大的元素，比如：氧、氖、镁、硅等。

这个过程非常快，在毫秒级就完成了，所以这就好比大规模爆炸一下，一下子就全炸了，也就是热核爆炸，恒星会把自身的物质都抛洒到太空当中，什么也不剩下，这就是Ia型超新星，这个过程也叫做碳闪。

热核爆炸属于质量中不溜时候的情况，还有一种情况是恒星自身质量超级大，它还能通过引力继续把碳点着。所以，此时燃料是碳，炉渣是各种原子序数更大的元素。接近着，引力还会继续促发原子序数更大的硅发生核聚变反应。

此时，由于内核温度实在太高，导致外层的温度也很高，于是，恒星的每个层都在发生不同的核聚变反应，炉渣也各不相同，整个恒星看起来特别臃肿。

而最终核心的炉渣主要就是铁原子核，那铁原子核还能继续核聚变么？

实际上，铁原子核是十分稳定的，要让它发生核聚变需要巨大的能量输入，而生成的能量其实比没有输入的多。所以，铁原子核很难发生核反应。

但有些恒星就是这样引力特别大，于是继续挤压内核，直到核坍缩，光子都被压到铁原子核内部，直接把铁原子核击碎，产生自由的质子和中子，质子和电子反应生成中子和中微子，同时整个内核聚会炸开，这样就是IIa型超新星。

这种类型的超新星威力巨大无比，就是上文所说的，常常亮度可以堪比整个星系的水平。在超新星爆炸过程中，物质也会被抛洒到太空当中。内核向内收缩，形成一个中子星或者黑洞。

关于超新星爆炸的原理，我们就说到这里。

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本文翻译自Forbes宇宙大爆炸专栏，作者Ethan Siege

翻译：毛明远

校对：牧夫天文校对组

后期：库特莉亚芙卡 李子琦 徐玖坤

多波段下绚丽多彩的蟹状星云。它是1054年超新星爆发的遗迹，在天文爱好者眼中如同“神一样的存在”。回到那个绚烂的时刻，一个II型超新星爆发为它带来了大量重元素。地球同样蕴藏着大量重元素，很多也是构成机体的重要元素。

Credit：GIANLUCA BELGRADO, CLAUDIO BOTTARI, RICCARDO DE BENEDICTIS, GIUSEPPE DONATIELLO, ALESSANDRO ELIO MILANI, ZLATKO ORBANIC, ANDREA PISTOCCHINI, FEDERICO LAVARINO, ROLANDO LIGUSTRI, BERT SCHEUNEMAN, TIM STONE, ADRIANO VALVASORI

1054年7月4日，中国天文学家记录了一颗位于金牛座的神奇“客星”。（注：中国宋朝，天关星附近，即金牛座ζ星附近）

很多中国古文献记载了1054年发生的超新星爆发，比如1416年历代名臣奏议中的描述“宋仁宗至和二年。侍御史赵抃上言曰。臣伏见自去年五月巳来。妖星遂见。仅及周稔。至今光耀未退。此谷永所谓驰骋骤歩。芒炎长短。所厯奸犯。其为谪变。甚可畏也。 不然。何以妖星谪变也。”

Credit：PANKENIER, DAVID W 2006; JOURNAL OF ASTRONOMICAL HISTORY AND HERITAGE 9(1): 77-82

后来天文 历史 研究也发现了日本和中东地区对这一现象的记载。

Credit：JWNOCTIS / WIKIMEDIA COMMONS; STELLARIUM

一颗典型的超新星爆发后的两年内视星等可以超过金星。

1731年，关于它的记载仅仅是一个小型望远镜下的小斑点。上图源自一张现代的小型望远镜下拍摄的蟹状星云。（注：1731的望远镜分辨率远达不到上图的效果）

Credit：STUB MANDREL; HTTP://WWWSTUBMANDRELCOUK/

1054年的超新星爆发遗迹——蟹状星云的直径现在大约有11光年。在爆发后的1000年，它周围的卷须和纤维结构、气体和等离子体向着背离中心的方向以05%-1%光速快速扩散。

Credit：ZTF, GIUSEPPE DONATIELLO

1731年，约翰·贝维斯发现并记录了蟹状星云。在后续追逐彗星的年代里，它很容易被误认为是彗星。

18世纪的望远镜质量较差，天文学家很难区分彗星、星云甚至星系等天体。这种情况下，要想分辨出视野中缓慢移动的彗星是非常困难的。1758年，人们按照哈雷的预言迎接即将再次回归的彗星，为了便于识别彗星，梅西耶编制了著名的天体表。虽然这个天体表并不能区分出目标是什么天体，但依然沿用至今。比如：M1蟹状星云、M31仙女座星系巴拉巴拉

Credit：CHRIS BRANKIN'S DEEPSKY (MESSIER) OBJECTS; HTTP://WWWSTARGAZINGNET/

当时，哈雷彗星预计将在1758年底回归，也会经过金牛座。

周期为76年的哈雷彗星在太阳系运行。初现的哈雷彗星就是一个小斑点，与星云等深空天体相似，因此梅西耶等天文学家制作天体表来帮助辨别它们。

Credit：(F Carter Smith/Sygma via Getty Images) SYGMA VIA GETTY IMAGES

然而，星云等很多深空天体影响了人们观测初现的哈雷彗星。

上图是由哈勃空间望远镜影像合成的蟹状星云。不同的颜色代表不同的物质元素，如氢、氧、硅等。目前蟹状星云直径大约11光年，如果地球身处这个“暴力”环境，将面临生物灭绝。

Credit：NASA, ESA, J HESTER AND A LOLL (ARIZONA STATE UNIVERSITY)

蟹状星云显然不是彗星，它远离太阳系，距离我们有6500光年。

上图是梅西耶天体表，它们位于深空、较为稳定。在那个年代能够帮助天文学家区分深空天体与彗星。250年后，梅西耶天体表依然是天文爱好者和职业天文学家观测天体的重要工具。

Credit：MIKE KEITH

梅西耶为了更好地观测彗星制作了著名的梅西耶天体表。

结合X射线、可见光和红外数据，科学家发现了蟹状星云核心的脉冲星，以及周围的物质喷射。而这颗脉冲星保持着每秒30次频率的快速旋转。

Credit：X-RAY: NASA/CXC/SAO; OPTICAL: NASA/STSCI; INFRARED: NASA-JPL-CALTECH

自超新星爆发后的1000年，我们依然可以观测到它在扩张。蟹状星云的能量核心是一颗由超大质量恒星坍缩而成的脉冲星（高速旋转的中子星）。

不同颜色的不同波段下蟹状星云，可以合成细节丰富、绚丽多彩的影像。现在我们知道这源于6500光年外1000年前的一次超新星爆发，当时的亮度可以达到4亿颗太阳。

Credit：G DUBNER (IAFE, CONICET-UNIVERSITY OF BUENOS AIRES) ET AL; NRAO/AUI/NSF; A LOLL ET AL; T TEMIM ET AL; F SEWARD ET AL; CHANDRA/CXC; SPITZER/JPL-CALTECH; XMM-NEWTON/ESA; AND HUBBLE/STSCI

而恒星的外层在超新星爆发后以超高速向外运动。

蟹状星云的红外影像主要源自中子星周围弥散气体被电离激发所致。图像来自美国宇航局的斯皮策空间望远镜。

Credit：NASA/JPL-CALTECH/R GEHRZ (UNIVERSITY OF MINNESOTA)

如今，我们依然可以通过天文望远镜看到被射线照亮的喷射物质。

基于6500光年的距离，利用三角测量可以估算出蟹状星云11光年的直径和大约05%光速的扩张速度。

Credit：JEFF STILLMAN

967年后的今天，这个超新星遗迹的直径达到了11光年。

上图元素周期表展示了宇宙中的元素形成机制，包括：宇宙大爆炸、宇宙射线聚变、大质量恒星爆炸、白矮星终结、低质量恒星终结以及中子星合并。其中中子星合并、白矮星碰撞以及超新星爆炸坍缩的内核可以产生更重的元素，但宇宙中更多的是标识绿色的元素，它们是由类似产生蟹状星云这样的II型超新星爆炸形成的。

Credit：JENNIFER JOHNSON; ESA/NASA/AASNOVA

现在，蟹状星云仍然以05%光速向外扩张。我们也探测到由II型超新星爆发产生的大量重元素。

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『天文湿刻』 牧夫出品

登月50周年版欧米伽金表

虽然我买不起，欣赏欣赏也好！

几小时到几年不等。

有些星辰原来很暗弱，但有时它突然明亮起来，有的亮度增强几千到几百万倍，这叫做新星；有的亮度增强一亿甚至是几亿倍，这叫做超新星。以后它们又渐渐暗弱下去，犹如在星空中做客似的，因此中国古人称这类天体为“客星”。

中国古代的客星纪事由来已久，早在出土的商代甲骨卜辞中就记载着大约公元前14世纪出现于天蝎座α星（我国称做心宿二）附近的一颗新星：“七日已已夕……新大星并火。”

可见，甲骨卜辞中称新星做新大星，而“客星”之名最早见于汉代，如《汉书·天文志》中记有：“元光元年五月，客星见于房。”这是公元前134年出现的一颗新星，也是中外史书均有记载的第一颗新星，不过，其他国家记载简单，我国记载了出现的时间和方位（房即房宿，在天蝎座头部）。德国天文学家、数学家比奥所做的《新星汇编》中的第一颗新星，就是《汉书·五行志》所记载的这颗新星。

自商代至17世纪末，我国史书共记载了新星、超新星大约90颗左右，其中大约12颗属于超新星，这么丰富而又系统的超新星纪事，在世界上是独一无二的。

在我国史书中所记载的新星、超新星中，最精彩的要算宋至和元年（公元1054年）出现在金牛座天关星附近的超新星，这颗超新星爆发后达两年之久才变暗。《宋会要》中记载道：“元年三月，司天监言客星没，客去之兆也。初，至和元年五月，晨出东方，守天关，昼见如太白，芒角四出，色赤白，凡见二十三日。”

18世纪末，有人用望远镜在天关星附近，观测到一块形状犹如螃蟹的星云，取名蟹状星云。1921年有人发现这个蟹状云在不断向外膨胀，根据膨胀速度反推，计算出这块星云物质是大约900年以前从一个中心飞出来的，这个时间与《宋会要》的记载时间很是相符，位置也相近。经过许多天文学家的研究证明，蟹状星云正是1054年金牛座超新星的遗迹。

20世纪30年代射电望远镜问世后，世界许多学者为了寻找银河系中射电源和超新星的对应关系，无不对我国古代的新星、超新星记录做详细研究。研究证明，在我国古代的12次超新星记录中，有7颗以上对应着射电源。这充分说明我国古代的客星纪事对现代天文学的研究起着不可替代的重要作用。

一、神话传说女娲补天的文本分析。女娲补天的神话传说极为绚丽，以往古书记述多不甚全，笔者在此略举几本有代表性的记述。女娲事迹最早见于战国时期的《列子·汤问》中：然则天地亦物也，物有不足，故昔者女娲氏鍊五色石以补其阙，断鳌之足以立四极。

诗文中最早描写女娲补天题材的是南朝梁代江淹的骚赋《遂古篇》：闻之遂古大火然兮，水亦溟涬无涯边兮，女娲炼石补苍天兮，共工所触不周山兮。……

二、船帆座两次超新星的爆炸

星座是西方人根据星空亮点的分布状况而进行的人为划分，船帆座船帆座是古南船座的一部分，直到1750年才被独立分化出来。在船帆座内最有趣的深空天体是行星状星云NGC 3132（昵称为八裂星云），也是在这个星座内令人感兴趣的船帆座超新星爆炸后的残骸。

第一，帆船座的某颗超新星分别在约10500年（取中位约数）和5000年前，发生了两次爆炸；第二，超新星爆炸释放出大量的能量，由于距离距离较近，在八百年后（距离是八百光年）地球接受到了巨大的能量，在较短的时间内迅速抬高了地球的温度，而后面一次爆炸产生的能量虽然稍微少一些，但都发生了森林火灾、禾木枯死等现象。

这不仅在技术上恰好解决了中国女娲补天神话中，“火爁焱而不灭”，这种严重的火灾，和和后羿射日神话中“焦禾稼，杀草木”这样稍弱一些的火灾。时间上也刚好可以对应。女娲被神化的形象是母系氏族社会在文本传说中的映照，而发端于一万年至八千年前农业革命则使人类社会逐步进入到了父权时代，距今约一万年前恰好就是母系氏族社会晚期，通过对女娲形象的改造，使之神格化，而四千年前也恰好就是传说中的尧舜时代。

三，其他文化的相关佐证

补天的传说，并非只有汉民族所独有：在中国青藏高原边缘的雅安地区至今仍保存有农历正月二十“补天节”这样的节日安排；在中国云南省弥勒县西山一带流传的彝族支系阿细人史诗《阿细的先基》中也有补天的传说，其中说到以黑云作补天的的布，黄云作补天的线，长尾巴星星作补天的针等。

约10000年前的爆炸，并未能够完全摧毁船帆座的那颗超新星，它仍然有一定的亮度。苏美尔学专家乔治·米查诺斯基在对楔形文字的研究中发现了一个现象，在较早的泥版文书记载中大量出现对同一颗星的记录，因此他提出了苏美尔文明的起源与这颗星有关的假设。1980年，美国国家航空和宇宙航行局的天文学家里查德·斯特塞经过精确计算，在6000年前那颗超新星的光芒可以与太阳同辉，夜晚与月亮并悬。对于当时的人类来说，超新星大爆炸完全就是一种神秘的自然现象，可以想象它给早期人类带来的是怎样巨大地心理影响。而当时中国尚未有成熟的文字，但也留下了“射日”传说。

根据我查阅到的资料来看。我们古代祖先们所观察并记录到的这一“天关客星”，正好就是现在我们所看到的“蟹状星云”。或者更准确的描述是：我们记录的“天关客星”遗留的产物形成了现在的“蟹状星云”。

关于天关客星的一些记载和描述“天关客星”是北宋时期观察到的一颗超新星，并被司天监官员杨惟德记载了下来。 “天关”是古代的星名，处于金牛座；“客星”是中国古代对新星和超新星的称谓，但有时也指彗星。这颗突然出现的“客星”“昼见如太白，芒角四出，色赤白”。它的亮度很高，在白天也能看见它；它像金星一样，光芒四射，星光呈红白色。

古人起名字还挺形象的。“客星”——做客的星星，这些偶然为地球土著们，所观察到的星星可不是像好久不见的老客人（指彗星）或者第一次见的新客人。

既然“天关客星”是实际是指超新星，那什么是超新星？超新星是恒星演化过程中的一个阶段，某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。 根据现在的认识，超新星爆发事件就是一颗大质量恒星的“去世”。

资料的描述或许有些生涩，我们可以类比着想。如果我把一切物质都看作是有生命的，那么恒星也是有它的寿命的。超新星就可以看做一颗恒星，走到他正在离开这一个世界的那一“刹那”。“天关客星”在这个刹那会释放出巨大的能量，以至于让远在地球上微小的人类生物都观察到这颗星临别的壮丽。

超新星这一“刹那”过去之后，它的物质散在太空之中，就会形成美丽的星云，那么我们会发现，其实这些太空当中美丽的星云，竟然是一颗颗恒星的“墓碑”了。