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仙后座A

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仙后座A
cassiopeia a.jpg
由三個來源合成的假色圖。紅色是史匹哲太空望遠鏡的資料，橙色是來自哈勃太空望遠鏡的可見光資料，藍色和綠色是來自錢德拉X射線天文台的資料。青色的點是偏離中心的恆星核心殘骸。
觀測資料 (曆元 J2000)
超新星類型IIb [1]
殘骸類型殼層
宿主星系銀河系
赤經23h 23m 26s
赤緯+58° 48′
銀河坐標G111.7-2.1
發現日期1947年
峰值星等 (V)6?
距離11 kly（3.4 kpc）[2]
物理性質
前身星未知
前身星類型未知
色指數 (B-V)未知
值得注意的特色太陽系外最強的電波源
其它超新星
Preceded bySN 1604
Succeeded byG1.9+0.3（未觀測的，約1868），SN 1885A（之後觀測到的）
哈勃太空望遠鏡在2004年12月拍攝的仙后座A照片

仙后座A（Cas A）是在仙后座的超新星遺跡（SNR，supernova remnant）和最亮的太陽系外無線電波源，它在天空中的頻率高於1GHz。這顆超新星在銀河系內，距離地球大約11,000光年（3.4千秒差距）[2][3]。來自超新星殘存下來的物質膨脹形成的雲氣，從地球的位置觀察，現在的大小約為10光年（3秒差距）。在業餘天文學的領域，以口徑234mm（9.25英寸）的望遠鏡配上適當的濾鏡，已經可以在可見光的波長下觀察到[4]。

估計這顆恆星爆炸產生的光，大約在300年前首度抵達地球，但是沒有任何關於超新星的歷史記錄記載了這個殘骸的存在。由於對北半球中高緯度的地區而言，仙后座是個終年可見的拱極星座，所以這可能歸咎於星際塵埃的吸收，讓可見光在抵達地球之前被吸收。然而，約翰·佛蘭斯蒂德在製作星表時，在1680年8月6日曾紀錄仙后座3（英語：3 Cassiopeiae）是一顆6等的暗星[5]。這樣的觀點傾向於解釋原恆星是異常大質量的，並且在爆炸之前已經拋出了許多外層的物質。這些外層會掩蔽原恆星在大爆炸時，來自恆星內部坍塌時釋放出來的可見光。

仙后座A是第一個被發現的獨立天文電波來源。它於1948年被劍橋大學的天文學家馬丁·賴爾和法蘭西斯-格雷厄姆-史密斯（英語：Francis Graham-Smith）使用長邁克爾遜干涉儀（英語：Long Michelson Interferometer）發現[6]。它的光學對應體最早於1950年被確認[7]。

仙后座A在3C星表的目錄中是3C461，在綠堤超新星遺跡目錄（英語：Green Catalog of Supernova Remnants）是G111.7-2.1。

早期的發現

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從目前觀測到的膨脹規模（大小與速度）往回推算，在1667年左右可能看見這顆爆炸的超新星。天文學家威廉阿什沃思（英語：William Ashworth (historian)）和其他一些天文學家認為皇家天文學家約翰·佛蘭斯蒂德在編輯星表時，可能在1680年8月16日無意中紀錄了這顆超新星，位在一顆已知的恆星附近。最近，在跨學科研究的另一項建議是這顆超新星是在1630年觀測到的神話中的"正午星"，預測著未來英國的君王查理二世的誕生[8]。無論如何，在這之後銀河系內就沒有出現過肉眼可以看見的超新星。

膨脹

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膨脹殼的溫度大約是3,000萬℃（3,000萬℉），並以每秒4000−6000公里的速度膨脹[2]。

經由哈勃太空望遠鏡對爆炸恆星的觀測顯示，儘管最初認為殘餘物是以一致的速度向四周膨脹，但在幾乎相對的兩側有着高達每秒5,500-14,500公里向外的橫向噴流[2]。當以不同的顏色顯示觀察到爆炸恆星的不同化學成分物質時，顯示相似的物質經常出現在被收集的爆炸殘骸中[3]。

電波源

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仙后座A的通量密度在1980年是2720 ± 50 揚斯基[9]，由於超新星殘骸在冷卻中，其通量密度持續在下降中。它在1GHz的通量密度下降率是每年0.97 ± 0.04%[9]。這種衰減意味着在低於1GHz頻率下，仙后座A現在的通量密度已經比天鵝座A（英語：Cygnus A）低。然而，仙后座A在1GHz的頻率以上依然是天空中最明亮的太陽系外無線電波源。

X射線源

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在1999年，錢德拉X射線天文台在靠近星雲的中心發現了一個"熱點狀源"，這是爆炸後殘留下來的中子星[10]。

雖然，仙后座X-1（或仙后座XR-1）是在仙后座發現的第一個X射線源，但在1964年6月16日發射的探空火箭空蜂（英語：Aerobee）沒有發現到，它被認為是一個可能的來源[11]。仙后座A在1964年10月1日被另一架空蜂火箭在飛行期間掃描到，但在相關的位置上沒有明顯的X射線背景通量[12]。仙后座XR-1是在1965年4月25日的空蜂火箭飛行期間發現的[13]，位置在赤經23h 21m，赤緯+58° 30′[14]。仙后座X-1就是仙后座A，是位於赤經 23h 18m，赤緯+58° 30′的一顆II型超新星[15]。

仙后座X-1和仙后座XR-1的標示已經不再使用，X射線源以仙后座A（SNR G111.7-02.1）標示，位置在2U 2321+58。

超新星反射反響

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最近，史匹哲太空望遠鏡在附近的氣體雲上觀測到一個仙后座A爆炸的紅外回波[1]。這個紀錄的光譜證明這顆超新星是IIb型超新星，這意味着它是由一顆巨大的恆星內部崩潰和猛烈爆炸造成的，很可能是一顆有着氦核心並幾乎失去所有氫包層的紅超巨星。這是第一次沒有直接觀測到超新星的爆炸，但觀測到超新星的紅外回波；從而開闢了研究和重建過去天文事件的可能性[16]。

磷的發現

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在2013年，天文學家在仙后座A發現了磷，證實了這種元素是經由超新星核合成在超新星中產生的。在超新星殘骸中測得從磷到鐵的豐度一般比銀河系高出100倍[17]。

相關條目

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參考資料

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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 可免費查閱. 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 可免費查閱. 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]. （原始內容存檔於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 , 編. 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 可免費查閱. doi:10.1126/science.1243823. 

延伸閱讀

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外部連結

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