1181年爆发的超新星留下串珠般的气体结，每一个都比海王星轨道宽10倍

从Pa 30中迸发出的发光条纹，如同凝固的烟花，其实并非条纹本身。夏威夷双子座北望远镜的新图像显示，每一条纤维都是一串像珍珠般串联的气体结，而每一个气体结的宽度都足以容纳所有八大行星的轨道，大约十倍有余。

这一点之所以重要，是因为Pa 30是我们银河系中唯一一处天文学家能够研究一种罕见、半失败的恒星爆炸残骸，且幸存者仍在其内部的地方。这些气体结首次让人们近距离观察到了这些残骸是如何碎裂的，而恒星的位置表明，这次爆炸比大多数超新星要均匀得多。

Pa 30很可能是一颗“客星”的遗骸，中世纪中国和日本的天文学家，以及阿拉伯文献，都曾记录到它在仙后座中闪耀。如今，这片星云看起来像一朵蒲公英的种子头：一个由径向纤维围绕着一颗极热中心恒星构成的球体。由哈佛-史密森天体物理中心的蒂姆·坎宁安（Tim Cunningham）和奥地利科学技术研究所（ISTA）的伊拉里亚·卡亚佐（Ilaria Caiazzo）领导的新观测，揭示了比以往任何图像多大约十倍的纤维。

“我们太阳系的行星区域可以放进每个气体结中大约十次，还有富余空间，”卡亚佐说，“这些气体结非常均匀。我们很兴奋，想要尝试对它们进行建模。”

双子座北如何从星光中提取出气体结

研究团队使用了位于莫纳克亚山海拔4200多米处的双子座北望远镜上的双子多目标光谱仪（GMOS）。他们没有收集所有可见光，而是使用了窄带滤光片，只允许特定原子的辉光通过：电离硫（发出红光）和双电离氧（发出蓝绿光）。阻挡其他所有光线，使得微弱的气体在背后密集的星场中凸显出来。

在硫光下，探测到的纤维数量比之前的研究增加了大约一个数量级。仔细观察，这些纤维并非平滑的线条，而是由一连串的气体结或团块组成。氧图像则提供了第二个结果：首次证实了早期观测中看到的弥散氧辉光来自与硫相同的纤维，而非独立的云团。

测量这些气体结意味着要在大气条件所允许的极限下工作。硫纤维的中位宽度为0.7角秒，仅比当晚望远镜上方空气的0.5角秒模糊略宽。这一微小超出意味着纤维被部分解析，并暗示典型气体结直径约为10^16厘米，即大约1000亿公里。

Pa 30的数字，让你有直观感受

海王星的轨道直径约为90亿公里，因此Pa 30中的一个气体结跨度超过十个海王星轨道并排排列。这大约是地球到太阳距离的670倍，而这片星云中遍布着这样的气体结链。

Pa 30距离地球约7500光年。听起来很遥远，但比银河系中心（约26000光年）近得多，而正是这种近距离使得这些气体结能被看到。“我们能看清这么多细节，正是因为Pa 30离地球很近，”卡亚佐说。

星云中心的恒星编号为IRAS 00500+6713，表面温度约20万摄氏度，是太阳表面温度的30多倍。它驱动着速度约每秒1.6万公里的星风，超过光速的5%。制造它的超新星是望远镜发明前在地球上观测到的银河系中仅有的五颗之一。

从未被踢飞的恒星

大多数超新星会摧毁它们的恒星，或者留下一个致密的遗骸。Pa 30属于一种更罕见的类型，称为Iax型：能量较低、不完全的热核爆炸，会留下一个受损的幸存者，绰号“僵尸星”。研究人员提出，这颗恒星最初是由两颗白矮星碰撞而成——白矮星是恒星耗尽燃料后留下的致密、地球大小的残骸。Pa 30是银河系中已知唯一的Iax型超新星遗迹。其他星系中存在一些类似天体，但这是唯一一个望远镜能看到幸存者的。

在不对称的爆炸中，幸存恒星会受到一个“踢力”，使其从残骸中心漂移开。双子图像显示星云的中心正好位于恒星所在之处。研究团队将任何侧向踢力的上限设定为约每秒100公里，与恒星自身的星风相比微不足道。

“爆炸遵循动量守恒。如果爆炸本身是完全对称的，喷出物也应对称，幸存恒星不应受到显著的踢力，”卡亚佐说，“我们几乎看不到恒星有任何移动。”

气体结未能解答的问题

图像显示了气体结，但没有揭示它们形成的原因。研究人员认为，恒星周围气体中温度或密度的变化可能将外流的残骸碎裂成团块，但尚无模型能重现如此规则的链状结构。卡亚佐自己的描述——非常均匀，等待建模——是一个开放性问题，而非答案。

尺寸测量也依赖于一个微小的余量。这些纤维仅比大气模糊略宽，因此气体结直径是从部分解析的轮廓推断出来的，而非对单个气体结的清晰测量。氧图像是在更差的条件下拍摄的，宽度约为1角秒，与模糊本身相当。

踢力上限仅适用于横向运动。图像无法测量朝向或远离我们的运动，而同一团队此前利用凯克宇宙成像仪进行的一项研究发现，沿视线方向一侧的残骸多于另一侧，他们表示这可能暗示爆炸不对称。如何将这一点与几乎未横向移动的恒星协调起来，是未完成工作的一部分。即使与历史超新星的关联，也依赖于年龄、位置和亮度的吻合，而非直接证据。

从客星到Pa 30

据NOIRLab称，有八份独立文献记录了这次事件。观测者最初在1181年8月4日至6日之间注意到这颗新星，它在仙后座中可见了185天。几十年来，天文学家将其与一个名为3C 58的遗迹联系起来，但该天体的估计年龄始终不太吻合。

Pa 30本身直到2013年才被发现，当时业余天文学家达纳·帕奇克（Dana Patchick）在公民科学搜索行星状星云的过程中，从NASA的广域红外巡天探测器（WISE）的红外数据中发现了它。这是他发现的第30个星云。2021年，由安德烈亚斯·里特（Andreas Ritter）领导的团队测量到激波速度约为每秒1100公里，膨胀年龄大约1000年，天空位置与中国和日本记录相差3.5度以内。2024年，坎宁安和卡亚佐利用凯克宇宙成像仪显示，残骸几乎自由地向外漂移，他们称这强烈证实了该星云来自1181年的事件。

“可靠的恒星爆炸历史记录只能追溯到大约一千年。据我们所知，银河系中可能还潜伏着类似的遗迹，”坎宁安说。

关于Pa 30和1181年超新星的常见问题

什么是Pa 30？

Pa 30是仙后座中的一个星云，距离地球约7500光年，由围绕一颗极热幸存恒星的径向纤维气体构成。它很可能是中国、日本和阿拉伯文献在1181年记录的超新星遗迹。

今天能看到1181年的超新星吗？

肉眼看不到。爆炸大约六个月后消失，其遗迹Pa 30非常暗淡，直到2013年才在红外巡天数据中被识别。它的纤维只有在双子座北等大型望远镜的深空图像中才能显现。

什么是Iax型超新星？

它是摧毁白矮星的热核爆炸的一种较弱、不完全的版本。它不会将恒星完全炸毁，而是留下一个受损的幸存者，常被称为僵尸星。Pa 30是银河系中已知唯一的此类遗迹。

Pa 30中的气体结有多大？

论文估计典型气体结直径约为10^16厘米，大约1000亿公里。据研究团队称，我们太阳系中容纳行星的区域可以放进每个气体结中大约十次。

下一步计划

研究团队现在希望建模解释如此规则的气体结链是如何形成的。他们还计划利用Pa 30的独特特征作为模板，在银河系和邻近星系中搜寻类似遗迹。“天文学已经进入大数据时代，”坎宁安说，“我们的发现将帮助我们筛选庞大的数据集。”该研究于2026年10月6日发表在《天体物理学报》上。

参考文献：Cunningham et al., “Detection of Knots in the Type Iax Supernova Remnant Pa 30,” The Astrophysical Journal, 2026. DOI: 10.3847/1538-4357/ae9cb2

标签: 天文学, Gemini North, NOIRLab, Pa 30, SN 1181, 白矮星