哈勃新旧观测对比显示星云持续扩张

天文学家近日公布了美国国家航空航天局（NASA）和欧洲航天局（ESA）哈勃太空望远镜对蟹状星云的最新观测成果。通过将2024年获取的高分辨率图像与1999年的早期观测进行对比，研究团队追踪到这一著名超新星遗迹在过去25年间的持续膨胀。

研究显示，蟹状星云内部复杂的丝状结构在这段时间内明显向外移动，膨胀速度约为每小时560万公里（约合340万英里）。参与研究的天文学家表示，哈勃是目前唯一兼具长期观测记录和足够空间分辨率、能够清晰捕捉这些细微结构变化的望远镜。

近千年前“白昼可见新星”的遗迹

蟹状星云被认为是1054年一次超新星爆发的残骸。当时，中国天文学家记录到一颗异常明亮的新星，亮度仅次于月亮，在夜空中极为显眼，并在白天持续可见长达23天。这一事件也被日本、阿拉伯以及美洲原住民的观测者记载。

如今的蟹状星云位于这颗“新星”出现的位置，天文学文献中也称其为梅西耶1号（Messier 1，M1）、NGC 1952或金牛座A。该星云距离地球约6500光年，位于金牛座，亮度足以被业余望远镜观测到。

这一天体最早由英国医生、电学研究者兼天文学家约翰·比维斯于1731年发现，后于1758年被法国天文学家查尔斯·梅西耶重新发现。蟹状星云的名称源自爱尔兰天文学家罗斯勋爵在1844年绘制的一幅图画，其形态被认为类似蟹状。

脉冲星驱动的“脉冲星风星云”

蟹状星云中心是原始恒星最内核的残余——蟹状脉冲星，也称为 PSR B0531+21。这颗快速自转的中子星为整个星云提供能量。

约翰霍普金斯大学天文学家威廉·布莱尔（William Blair）表示，人们通常认为夜空几乎不变，但哈勃长期积累的观测表明，即便是蟹状星云这样的天体，仍在近千年前爆炸之后持续膨胀。

布莱尔指出，蟹状星云被归类为“脉冲星风星云”，其能量主要来自脉冲星磁场与星云物质相互作用产生的同步辐射。这与许多其他著名超新星遗迹不同，后者的膨胀主要由初始爆炸产生的冲击波推动，冲击波向外侵蚀恒星先前抛射的气体壳层。

研究团队注意到，星云边缘的丝状结构移动幅度大于中心区域，这些结构并非被逐渐拉伸，而是整体向外平移。这一现象与其能量来源机制相符。

更高分辨率揭示细节与三维结构

为便于与新数据对比，研究人员对1999年的哈勃蟹状星云图像进行了重新处理。两幅图像中色彩的差异反映了气体局部温度、密度以及化学成分的不同。

布莱尔表示，尽管与哈勃合作多年，他仍对这次观测中呈现的细节结构以及哈勃宽视场相机3（WFC3）相较25年前更高的分辨率感到震撼。WFC3 于2009年安装，是哈勃迄今最后一次由宇航员执行的仪器升级。

新的高分辨率观测还为蟹状星云的三维结构提供了更多线索。研究人员指出，一些丝状结构的阴影可以在星云内部的同步辐射雾气上看到，而在最新图像中，一些较亮的丝状结构却没有对应阴影，表明这些结构可能位于星云的远侧。

多波段联合观测拓展研究空间

研究团队表示，哈勃对蟹状星云的观测价值仍有待进一步挖掘。相关数据可与其他望远镜在不同波段的观测结果结合使用，以获得更完整的物理图景。

美国国家航空航天局、欧洲航天局和加拿大航天局联合研制的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）已于2024年发布了蟹状星云的红外观测数据。研究人员认为，将哈勃的光学图像与包括韦伯在内的多波长当代观测进行对比，有望帮助科学界更系统地描绘这次超新星爆发后持续演化的过程。

相关研究成果发表于2026年1月的《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal），论文题为《利用HST/WFC3重访蟹状星云》（Revisiting the Crab Nebula with HST/WFC3），作者为 William P. Blair 等，卷号997，文章编号81，DOI 为 10.3847/1538-4357/ae2adc。