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仙后座A

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仙后座A
cassiopeia a.jpg
由三个来源合成的假色图。红色是史匹哲太空望远镜的资料，橙色是来自哈伯太空望远镜的可见光资料，蓝色和绿色是来自钱德拉X射线天文台的资料。青色的点是偏离中心的恒星核心残骸。
观测资料 (历元 J2000)
超新星类型IIb [1]
残骸类型壳层
宿主星系银河系
赤经23h 23m 26s
赤纬+58° 48′
银河坐标G111.7-2.1
发现日期1947年
峰值星等 (V)6?
距离11 kly（3.4 kpc）[2]
物理性质
前身星未知
前身星类型未知
色指数 (B-V)未知
值得注意的特色太阳系外最强的电波源
其它超新星
Preceded bySN 1604
Succeeded byG1.9+0.3（未观测的，约1868），SN 1885A（之后观测到的）
哈勃空间望远镜在2004年12月拍摄的仙后座A照片

仙后座A（Cas A）是在仙后座的超新星遗迹（SNR，supernova remnant）和最亮的太阳系外无线电波源，它在天空中的频率高于1GHz。这颗超新星在银河系内，距离地球大约11,000光年（3.4千秒差距）[2][3]。来自超新星残存下来的物质膨胀形成的云气，从地球的位置观察，现在的大小约为10光年（3秒差距）。在业馀天文学的领域，以口径234mm（9.25英寸）的望远镜配上适当的滤镜，已经可以在可见光的波长下观察到[4]。

估计这颗恒星爆炸产生的光，大约在300年前首度抵达地球，但是没有任何关于超新星的历史记录记载了这个残骸的存在。由于对北半球中高纬度的地区而言，仙后座是个终年可见的拱极星座，所以这可能归咎于星际尘埃的吸收，让可见光在抵达地球之前被吸收。然而，约翰·佛兰斯蒂德在制作星表时，在1680年8月6日曾纪录仙后座3（英语：3 Cassiopeiae）是一颗6等的暗星[5]。这样的观点倾向于解释原恒星是异常大质量的，并且在爆炸之前已经抛出了许多外层的物质。这些外层会掩蔽原恒星在大爆炸时，来自恒星内部坍塌时释放出来的可见光。

仙后座A是第一个被发现的独立天文电波来源。它于1948年被剑桥大学的天文学家马丁·赖尔和法兰西斯-格雷厄姆-史密斯（英语：Francis Graham-Smith）使用长迈克尔逊干涉仪（英语：Long Michelson Interferometer）发现[6]。它的光学对应体最早于1950年被确认[7]。

仙后座A在3C星表的目录中是3C461，在绿堤超新星遗迹目录（英语：Green Catalog of Supernova Remnants）是G111.7-2.1。

早期的发现

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从目前观测到的膨胀规模（大小与速度）往回推算，在1667年左右可能看见这颗爆炸的超新星。天文学家威廉阿什沃思（英语：William Ashworth (historian)）和其他一些天文学家认为皇家天文学家约翰·佛兰斯蒂德在编辑星表时，可能在1680年8月16日无意中纪录了这颗超新星，位在一颗已知的恒星附近。最近，在跨学科研究的另一项建议是这颗超新星是在1630年观测到的神话中的"正午星"，预测著未来英国的君王查理二世的诞生[8]。无论如何，在这之后银河系内就没有出现过肉眼可以看见的超新星。

膨胀

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膨胀壳的温度大约是3,000万℃（3,000万℉），并以每秒4000−6000公里的速度膨胀[2]。

经由哈伯太空望远镜对爆炸恒星的观测显示，尽管最初认为残馀物是以一致的速度向四周膨胀，但在几乎相对的两侧有著高达每秒5,500-14,500公里向外的横向喷流[2]。当以不同的颜色显示观察到爆炸恒星的不同化学成分物质时，显示相似的物质经常出现在被收集的爆炸残骸中[3]。

电波源

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仙后座A的通量密度在1980年是2720 ± 50 扬斯基[9]，由于超新星残骸在冷却中，其通量密度持续在下降中。它在1GHz的通量密度下降率是每年0.97 ± 0.04%[9]。这种衰减意味著在低于1GHz频率下，仙后座A现在的通量密度已经比天鹅座A（英语：Cygnus A）低。然而，仙后座A在1GHz的频率以上依然是天空中最明亮的太阳系外无线电波源。

X射线源

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在1999年，钱德拉X射线天文台在靠近星云的中心发现了一个"热点状源"，这是爆炸后残留下来的中子星[10]。

虽然，仙后座X-1（或仙后座XR-1）是在仙后座发现的第一个X射线源，但在1964年6月16日发射的探空火箭空蜂（英语：Aerobee）没有发现到，它被认为是一个可能的来源[11]。仙后座A在1964年10月1日被另一架空蜂火箭在飞行期间扫描到，但在相关的位置上没有明显的X射线背景通量[12]。仙后座XR-1是在1965年4月25日的空蜂火箭飞行期间发现的[13]，位置在赤经23h 21m，赤纬+58° 30′[14]。仙后座X-1就是仙后座A，是位于赤经 23h 18m，赤纬+58° 30′的一颗II型超新星[15]。

仙后座X-1和仙后座XR-1的标示已经不再使用，X射线源以仙后座A（SNR G111.7-02.1）标示，位置在2U 2321+58。

超新星反射反响

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最近，史匹哲太空望远镜在附近的气体云上观测到一个仙后座A爆炸的红外回波[1]。这个纪录的光谱证明这颗超新星是IIb型超新星，这意味著它是由一颗巨大的恒星内部崩溃和猛烈爆炸造成的，很可能是一颗有著氦核心并几乎失去所有氢包层的红超巨星。这是第一次没有直接观测到超新星的爆炸，但观测到超新星的红外回波；从而开辟了研究和重建过去天文事件的可能性[16]。

磷的发现

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在2013年，天文学家在仙后座A发现了磷，证实了这种元素是经由超新星核合成在超新星中产生的。在超新星残骸中测得从磷到铁的丰度一般比银河系高出100倍[17]。

相关条目

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参考资料

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  1. ^ 1.0 1.1 Krause, Oliver; et al. The Cassiopeia A Supernova was of Type IIb. Science. 2008, 320 (5880): 1195–1197. Bibcode:2008Sci...320.1195K. PMID 18511684. arXiv:0805.4557 可免费查阅. doi:10.1126/science.1155788. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Fesen, Robert A.; Hammell, Molly C.; Morse, Jon; Chevalier, Roger A.; Borkowski, Kazimierz J.; Dopita, Michael A.; Gerardy, Christopher L.; Lawrence, Stephen S.; Raymond, John C.; van den Bergh, Sidney. The Expansion Asymmetry and Age of the Cassiopeia A Supernova Remnant. The Astrophysical Journal. July 2006, 645 (1): 283–292. Bibcode:2006ApJ...645..283F. arXiv:astro-ph/0603371 可免费查阅. doi:10.1086/504254. 
  3. ^ 3.0 3.1 Stover, Dawn. Life In A Bubble. Popular Science. 2006, 269 (6): 16. 
  4. ^ Howard Banich. A Visual Guide to the Cassiopeia A Supernova Remnant. Sky & Telescope, December 2014.
  5. ^ Hughes DW. Did Flamsteed see the Cassiopeia A supernova?. Nature. 1980, 285 (5761): 132–133. Bibcode:1980Natur.285..132H. doi:10.1038/285132a0. 
  6. ^ Ryle, M.; Smith, F. G. A New Intense Source of Radio-Frequency Radiation in the Constellation of Cassiopeia. Nature. September 18, 1948, 162 (4116): 462–463. Bibcode:1948Natur.162..462R. doi:10.1038/162462a0. 
  7. ^ Fabian, A. C. Astronomy. A blast from the past. Science. 2008, 320 (5880): 1167–1168. PMID 18511676. doi:10.1126/science.1158538. 
  8. ^ Oullette, Jennifer. Did Supernova Herald the Birth of a King?. Discovery.com. [18 April 2011]. （原始内容存档于2012-09-29）. 
  9. ^ 9.0 9.1 Baars, J. W. M.; Genzel, R.; Pauliny-Toth, I. I. K.; Witzel, A. The Absolute Spectrum of Cas A; An Accurate Flux Density Scale and a Set of Secondary Calibrators. Astronomy and Astrophysics. 1977, 61: 99. Bibcode:1977A&A....61...99B. 
  10. ^ Elshamouty, K. G.; Heinke, C. O.; Sivakoff, G. R.; Ho, W. C. G.; Shternin, P. S.; Yakovlev, D. G.; Patnaude, D. J.; David, L. Measuring the cooling of the neutron star in Cassiopeia A with all Chandra X-Ray Observatory detectors. Astrophysical Journal. 2013, 777 (1): 22. doi:10.1088/0004-637X/777/1/22. 
  11. ^ Bowyer S, Byram ET, Chubb TA, Friedman H. Steinberg JL , 编. Observational results of X-ray astronomy. Astronomical Observations from Space Vehicles, Proceedings from Symposium no. 23 held in Liege, Belgium, 17 to 20 August 1964. Symposium (International Astronomical Union). 1965, no. 23: 227–39. Bibcode:1965IAUS...23..227B. 
  12. ^ Fisher PC, Johnson HM, Jordan WC, Meyerott AJ, Acton LW. Observations of Cosmic X-rays. Astrophysical Journal. 1966, 143: 203–17. Bibcode:1966ApJ...143..203F. doi:10.1086/148491. 
  13. ^ Byram ET, Chubb TA, Friedman H. Cosmic X-ray Sources, Galactic and Extragalactic. Science. Apr 1966, 152 (3718): 66–71. Bibcode:1966Sci...152...66B. PMID 17830233. doi:10.1126/science.152.3718.66. 
  14. ^ Friedman H, Byram ET, Chubb TA. Distribution and Variability of Cosmic X-Ray Sources. Science. April 1967, 156 (3773): 374–8. Bibcode:1967Sci...156..374F. PMID 17812381. doi:10.1126/science.156.3773.374. 
  15. ^ Webber WR. X-ray astronomy-1968 vintage. Proc Astron Soc Australia. December 1968, 1: 160–4. Bibcode:1968PASAu...1..160W. 
  16. ^ Fabian, Andrew C. A Blast from the Past. Science. 2008, 320 (5880): 1167–1168. PMID 18511676. doi:10.1126/science.1158538. 
  17. ^ Koo, B. -C.; Lee, Y. -H.; Moon, D. -S.; Yoon, S. -C.; Raymond, J. C. Phosphorus in the Young Supernova Remnant Cassiopeia A. Science. 2013, 342 (6164): 1346. Bibcode:2013Sci...342.1346K. PMID 24337291. arXiv:1312.3807 可免费查阅. doi:10.1126/science.1243823. 

延伸阅读

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外部链接

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