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SN 1181

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超新星SN 1181
Pa 30 cropped (SII) cleaned up.jpg
Pa 30是SN 1181的超新星遗迹。在这里，星云被看作是从中心恒星辐射出来的细长细丝。
观测资料 (历元 J2000)
宿主星系银河系
星座仙后座
赤经00h 53m 11.2s
赤纬+67° 30′ 02.4″
发现日期1181年8月4日至8月6日
峰值星等 (V)0?
物理性质
值得注意的特色夜间可见185天
其它超新星
Preceded bySN 1054
Succeeded bySN 1572

SN 1181超新星是中国和日本天文学家在1181年8月4日至8月6日首次观测到，之后被记录在八个不同的文件中。

在有望远镜之前的记录中，银河系中只有五颗超新星被毫无疑义地识别出来[1]，它出现在星座仙后座，它在恒星的映衬下动都不动地，在长达185天的夜晚时间里都能够看见。F.理查德·史蒂芬森（英语：F. Richard Stephenson）首先体认到公元1181年的这颗客星一定是一颗超新星，因为这种持续185天且在天空中不移动的明亮瞬变，只能是星系中的超新星[2]。

Pa 30

IRAS 00500+671的观察影像（左图；X射线影像（XMM）和红外轮廓（WISE））与示意图之间的比较[3]。

Pa 30是由业余天文学家达纳·帕契克（英语：Dana Patchick）于2013年在WISE的红外数据中寻找行星状星云时发现的[4]。 这是他搜索发现的第30个星云，因此被命名为Pa 30。Pa 30看起来是一个接近圆形的星云，大小约为171x156弧秒，中心有一颗非常蓝的恒星。Pa 30既指星云（最初编目为IRAS 00500+6713（英语：IRAS 00500+6713）），也指中心的恒星（名称为WD J005311）。外壳在红外波段很亮，但在光学的波段非常微弱，起初只能通过[O III]波段的光看到。

在2019年，经由光谱揭示了其中心有一颗非常热的恒星，其强烈的恒星风以16,000公里/秒的极高速度膨胀，主要由碳、氧和氖组成（不含氢或氦）[5]。这样的速度只能来自超新星或类似大小的事件，更具体地说，来自两颗白矮星的合并。X射线光谱学（英语：X-ray spectroscopy）对外壳的研究还揭示了一个非常热的星云，其中含有只能在超新星中产生的碳燃烧灰烬[6]。 然而，Pa 30的残骸是一颗白矮星，而不是传统的超新星残骸（中子星或黑洞）。有人认为，Pa 30是一类罕见的超新星的残骸，称为“次光度Iax型超新星”，是碳-氧白矮星和氧-氖白矮星的合并产生了残骸的外壳及超大质量白矮星残骸。最近在[SII]波段的观测也揭示了壳内以前从未见过的精细丝状结构[7][8]。

2021年的一项研究通过[S II]双峰光谱量测了星云的膨胀速度约为1,100公里/秒；加上Pa 30的角尺寸和2.3 kpc的盖亚距离，估计星云的年龄约为1,000年。这使得Pa 30成为SN 1181事件遗迹的新主要候选者[9]。 此外，星云的膨胀速度和1181事件的推断绝对亮度与Iax型超新星一致，使Pa 30成为我们银河系中唯一的SN Iax遗迹，也是唯一可以详细研究的遗迹。

温度接近200,000 K[5]的WD J005311是已知最热的恒星之一 [10]。中心恒星的极端性质是由56Ni的残余放射性衰变提供动力的，由于镍被完全电离，使得通常为6.0天的半衰期因为电子捕获后增加到几个世纪[11]。

3C 58

主条目：3C 58

在2013年之前，这颗超新星出现的区域中，在旧有历史中唯一可能的常规超新星遗迹是3C 58。这个残骸有一颗无线电和X射线脉冲星，每秒旋转约15次。因此，尽管许多研究人员指出这种联系是有问题的，从历史上看，SN 1181与3C 58及其脉冲星有关。例如，如果超新星和脉冲星相关联，那么脉冲星的旋转速度应该仍然和它最初形成时一样快[12]。这与已知是1054年超新星SN 1054残骸的蟹状星云脉冲星形成鲜明对比，后者在基本相同的时间跨度内损失了三分之二的旋转动能[13]。

3C 58残骸的年龄已通过多种方法估算[14] [15]。 最直接的是，3C 58膨胀壳的自行已经被量测了三次，得出与距离无关的估计年龄约为3,500年。射电通量下降率的量测具有很大的可变性和不确定性，因此它们对估算残骸的年龄没有帮助。由于距离以及假定的能量和密度存在很大的不确定性，涉及残骸能量和扫掠质量的年龄估计也都是无用的。脉冲星偏离了3C 58的中心，这意味着它的年龄约为3,700年，而如果它的横向速度很高，它可能会年轻得多。脉冲星的自旋减慢年龄为5,380年。中子星冷却年龄>5000年。根据这些年龄估计，3C 58的年龄太大，无法与SN 1181联系起来。

1181超新星在天空的位置可能已经被修订过，以包括有关“客星”与相邻中国星官接近程度的额外资讯，从而使原区域误差得以减少[16]。这个改进的区域不包含3C 58，因为客星并不像报导的那样靠近华盖和王良这两个中国的星官。所以，SN 1181与3C 58没有关联。相对的，这个新的小区域包含Pa 30，据独立报导，它是一颗约800年前的超新星遗迹。

图集

  • 2023年，布兰得利·舍费尔（英语：Bradley Schaefer）根据古代中国和日本的观测，对SN 1181的约束条件（青色区域），以及3C 58和Pa 30的位置[16]。
    2023年，布兰得利·舍费尔（英语：Bradley Schaefer）根据古代中国和日本的观测，对SN 1181的约束条件（青色区域），以及3C 58和Pa 30的位置[16]。
  • WISE所呈现的Pa 30
    WISE所呈现的Pa 30
  • Pa 30及其周边星云的假色图像
    Pa 30及其周边星云的假色图像

相关条目

参考资料

  1. ^ Stephenson, F. Richard; Green, David. Historical Supernovae and their Remnants. Clarendon Press. 2002. ISBN 0-19-850766-6. 
  2. ^ Stephenson, F. Richard. A Suspected Supernova in A. D. 1181. Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society. 1971, 12: 10–38. Bibcode:1971QJRAS..12...10S. 
  3. ^ Ko, Takatoshi; Suzuki, Hiromasa; Kashiyama, Kazumi; Uchida, Hiroyuki; Tanaka, Takaaki; Tsuna, Daichi; Fujisawa, Kotaro; Bamba, Aya; Shigeyama, Toshikazu. A Dynamical Model for IRAS 00500+6713: The Remnant of a Type Iax Supernova SN 1181 Hosting a Double Degenerate Merger Product WD J005311. The Astrophysical Journal. 1 July 2024, 969 (2): 116. Bibcode:2024ApJ...969..116K. arXiv:2304.14669 可免费查阅. doi:10.3847/1538-4357/ad4d99 可免费查阅. 
  4. ^ Kronberger, M.; et al. New Planetary Nebulae and Candidates from Multicolour Multiwavelength Surveys (PDF). Asymmetrical Planetary Nebulae VI conference. 2014. 
  5. ^ 5.0 5.1 Gvaramadze, Vasilii V.; et al. A massive white-dwarf merger product before final collapse. Nature. 2019, 569 (7758): 684–687. Bibcode:2019Natur.569..684G. PMID 31110332. S2CID 90260784. arXiv:1904.00012 可免费查阅. doi:10.1038/s41586-019-1216-1. 
  6. ^ Oskinova, Lidia M.; et al. X-rays observations of a super-Chandrasekhar object reveal an ONe and a CO white dwarf merger product embedded in a putative SN Iax remnant. Astronomy & Astrophysics. 2020, 644: L8. Bibcode:2020A&A...644L...8O. S2CID 221293111. arXiv:2008.10612 可免费查阅. doi:10.1051/0004-6361/202039232. 
  7. ^ Hall, Shannon. Weird supernova remnant blows scientists' minds. Nature. 2023-01-26, 614 (7947): 206. Bibcode:2023Natur.614..206H. PMID 36702966. doi:10.1038/d41586-023-00202-1 可免费查阅 （英语）. 
  8. ^ Fesen, Robert A.; Schaefer, Bradley E.; Patchick, Dana. Discovery of an Exceptional Optical Nebulosity in the Suspected Galactic SN Iax Remnant Pa 30 Linked to the Historical Guest Star of 1181 CE. The Astrophysical Journal Letters. 2023-01-11, 945 (1): L4. Bibcode:2023ApJ...945L...4F. arXiv:2301.04809 可免费查阅. doi:10.3847/2041-8213/acbb67 可免费查阅. 
  9. ^ Ritter, Andreas; et al. The Remnant and Origin of the Historical Supernova 1181 AD. The Astrophysical Journal Letters. 2021, 918 (2): L33. Bibcode:2021ApJ...918L..33R. arXiv:2105.12384 可免费查阅. doi:10.3847/2041-8213/ac2253 可免费查阅. 
  10. ^ Ouellette, Jennifer. Astronomers solve centuries-old mystery of supernova observed in 1181. arstechnica.com. 17 September 2017 [21 August 2024]. 
  11. ^ Shen, Ken J.; Schwab, Josiah. Wait for it: Post-supernova Winds Driven by Delayed Radioactive Decays. The Astrophysical Journal. 2017, 834 (2): 180. Bibcode:2017ApJ...834..180S. arXiv:1610.06573 可免费查阅. doi:10.3847/1538-4357/834/2/180 可免费查阅. 
  12. ^ Panagia, N.; Weiler, K. W. The absolute magnitude and the type classification of SN 1181 equals 3 C 58. Astronomy and Astrophysics. 1980, 82 (3): 389–391. Bibcode:1980A&A....82..389P. 
  13. ^ Galas, C. M. F.; Tuohy, I. R.; Garmire, G. P. Soft X-ray observations of the supernova remnants HB 3 and 3C 58. The Astrophysical Journal Letters. 1980, 236: L13–L16. Bibcode:1980ApJ...236L..13G. doi:10.1086/183188. 
  14. ^ Fesen, Robert; Rudie, Gwen; Hurford, Alan; Soto, Aljeandro. Optical Imaging and Spectroscopy of the Galactic Supernova Remnant 3C 58 (G130.7+3.1). The Astrophysical Journal Supplement Series. 2008, 174 (2): 379–395. Bibcode:2008ApJS..174..379F. S2CID 120672848. doi:10.1086/522781 可免费查阅. 
  15. ^ Kothes, A. Distance and age of the pulsar wind nebula 3C 58. Astronomy and Astrophysics. 2013, 560: A18. Bibcode:2013A&A...560A..18K. S2CID 118595074. arXiv:1307.8384 可免费查阅. doi:10.1051/0004-6361/201219839. 
  16. ^ 16.0 16.1 Schaefer, Bradley E. The path from the Chinese and Japanese observations of supernova 1181 AD, to a Type Iax supernova, to the merger of CO and ONe white dwarfs. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2023-08-01, 523 (3): 3885–3904. Bibcode:2023MNRAS.523.3885S. ISSN 0035-8711. arXiv:2301.04807 可免费查阅. doi:10.1093/mnras/stad717 可免费查阅. 
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