北宋至和元年五月,司天监的官员在金牛座附近记下了一颗不该出现的星。它亮到白天都能看见,位置在天关星东南不远处。此后两年,这颗星一直被跟踪记录,直到完全隐没。九百多年后,同一位置上是天文爱好者最熟悉的天体之一。
1054 年 7 月 4 日,北宋司天监记录了一颗「客星」,白天可见持续 23 天,前后共观测 653 天。它的位置与今天的蟹状星云(M1)完全吻合;星云距离约 6500 光年,以约每秒 1500 公里膨胀,中心有一颗周期约 33 毫秒的脉冲星。
1054 年 7 月,一颗星在白天亮了 23 天
记录保存在《宋会要辑稿》与《宋史·天文志》里。大意是:至和元年五月己丑,一颗星出现在天关东南数寸处,白天可见,亮度可与金星相比;一年多以后才渐渐隐没。
把干支日期换算成公历,己丑对应 1054 年 7 月 4 日。白天可见的持续时间约 23 天,从出现到完全消失总计 653 天,结束于 1056 年 4 月。
天关是金牛座 ζ,位于金牛座牛角尖端附近。记录里的「东南数寸」是古代的角度单位,换算下来与蟹状星云的位置只差很小。
记录里的位置,正落在蟹状星云中心
蟹状星云是第 1 号梅西耶天体,编号 M1,一片椭圆形气体云,视大小约 7 乘 5 角分,小型望远镜就能看到一团模糊亮斑。
它的中心位置与史书所述的客星位置重合到角分级别。这一点是身份认定的关键:天空中亮斑很多,能同时对上位置与年代的却很少。
星云距离约 6500 光年,这个数值来自多路证据交叉:视膨胀速度与视大小给出几何距离,光谱与尘埃消光给出另一个,两者大致一致。
星云在膨胀,倒推回去就是 1054 年
星云的气体以约每秒 1500 公里向外扩张。把当前的视大小除以膨胀速度,再考虑投影效应,得到的年龄在九百多年,与 1054 年这个年份吻合。
这条推算不依赖史书,是纯粹的天体测量。文献年份与膨胀倒推的年龄指向同一结果,「1054 年客星就是蟹状星云来源」才成为共识。
星云中心有一颗中子星,即蟹状脉冲星,自转周期约 33 毫秒,每秒转三十圈。它每秒损失的能量支撑着整个星云的发光,也是这颗星曾经爆发的直接物证。
「客星」不是彗星,中国记录分得很清楚
古代把突然出现在星空中的天体统称客星,但记录时会区分形态:有尾巴、会移动的记为彗星或孛星;没有尾巴、位置固定、亮度变化缓慢的记为客星。
1054 年这条记录明确说它位置不动、无尾、亮度稳定衰减,与彗星不符。这种分类能力让古代记录至今仍可用。
日本与阿拉伯也有记载,但中国的记录在时间跨度与亮度描述上最完整。
| 参数 | 数值 | 口径与来源 |
|---|---|---|
| 首次记录日期 | 1054 年 7 月 4 日 | 至和元年五月己丑,干支换算 |
| 白天可见时长 | 约 23 天 | 《宋史·天文志》 |
| 总可见时长 | 653 天 | 同上,至 1056 年 4 月 |
| 蟹状星云距离 | 约 6500 光年 | 多方法交叉估计 |
| 膨胀速度 | 约 1500 km/s | 光谱多普勒测量 |
| 脉冲星周期 | 约 33 毫秒 | 射电观测,1968 年 |
哪些是观测,哪些还是推断
常见问题
不能。它在 1056 年隐没。同位置的蟹状星云视星等约 8.4,需要小型望远镜。
无法预测。历史上最近的一次是 1604 年的开普勒超新星,此后银河系内再没有肉眼可见的超新星,间隔已超过四百年。
因为司天监有制度化的观测职责,天象记录属于官方档案,逐日登记、按格式上报,许多瞬变天象因此留下时间序列。
延伸阅读
- 《宋史·天文志》,中华书局点校本
- Stephenson, F. R. & Green, D. A., Historical Supernovae and Their Remnants, Oxford University Press, 2002
- NASA 蟹状星云与脉冲星资料页(science.nasa.gov)