香港天文學家解開有關九百年前公元1181年中國超新星起源之謎

一項由香港大學物理系總監柏坤霆（Quentin A. Parker）和博士後研究員 Andreas Ritter 為首組成的國際研究團隊公佈，有關九百年前（公元1181年）首次在中國上空發現的著名超新星起源之謎終於得到解開。

研究發現，圍繞著銀河系中最熱的恆星之一的柏星（Parker’s Star，以柏坤霆的姓氏命名），其中柏星三十（Pa30），它的微弱、快速擴張的星雲，在輪廓、位置和年齡歷史上都符合當年中國記載的超新星。

在過去的一千多年（從 1006 年開始），銀河系中只有五顆明亮的超新星。其中，公元1181年中國稱為「客星」的中國超新星一直是個謎。它最初是在12世紀由中國和日本的天文學家看到並記錄下來，當時客星和土星一樣明亮，並且在六個月內一直可見。他們還記錄了客星在天空中的大致位置，但現代天文學家沒有確認它爆炸的殘留物。其它四顆超新星現在都為現代觀星者熟知，包括著名的蟹狀星雲。

這場出現在12世紀爆炸的來源一直是個謎，直到由來自香港、英國、西班牙、匈牙利和法國的國際天文學家團隊發現Pa 30星雲正在以每秒 1,100多公里的極端速度膨脹（在這個速度下，從地球到月球只需五分鐘）。他們使用這個速度推導出大約1,000年的年齡，這與公元1181年的事件吻合。

英國曼徹斯特大學天體物理學教授阿爾伯特·齊爾斯特拉（Albert Zijlstra）解釋，中國歷史紀載，金世宗大定二十一年（1181年）六月，「客星見於華蓋，凡百五十有六日滅」。報導這顆客星置於中國古代星座「傳舍」和「華蓋」（現今的仙后座內）之間，而柏星正是處於這個位置。這意味著1881年的時間和位置都符合發生的事件。

Pa 30 和柏星此前曾提議作為兩顆白矮星合併的結果。此類事件會導致一種罕見且相對微弱的超新星，稱為 Iax 型超新星。

齊爾斯特拉教授補充道：「只有大約一成的超新星屬於這種類型，它們還沒有得到很好的理解。SN1181 微弱但消退得非常緩慢的事實適合這種類型。這是我們唯一可以研究此類合併事件的殘餘星雲，記載還有對超新星爆炸本身的描述。」

殘星（remnant stars，一種特殊超新星殘骸）、白矮星和中子星的合併會引起極端的核反應，並形成重、含有大量中子的元素，例如：金和鉑。齊爾斯特拉教授說：「結合所有這些資料，例如：年齡、位置、事件亮度和歷史記錄的185天持續時間，顯示栢星和Pa30是1181年超新星的對應天體。這是唯一經過詳細研究的Iax型超新星殘星和星雲的存在是可能的。能夠解開一個歷史和一個天文之謎真是太好了。」

【圖、節譯自英國曼徹斯特大學2021年9月15日新聞公佈】研究全文刊登在2021年9月15日出版的《天體物理學快報》 標題是：The Remnant and Origin of the Historical Supernova 1181 AD