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超新星 SN 1181 的殘骸 Pa 30：北雙子望遠鏡發現，煙火般的細絲是一串串小團塊
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1181年8月，中國、日本和阿拉伯世界的天文學家都記下了仙后座裡冒出的一顆新星。形狀像煙火的星雲 Pa 30，很可能就是那次爆炸留下的。北雙子望遠鏡拍到的新影像顯示，它的細絲是一串串細小的團塊；這個特徵為碎屑如何形成這種形狀提供了線索。
仙后座的一顆新星
1181年8月4日至6日之間，觀測者發現仙后座一處原本沒有星的地方亮起了一顆星。它連續 185 天都看得到，前後有八份不同的文獻記下了它。這些紀錄彼此獨立，內容卻互相吻合，所以我們能可靠地知道它是何時出現的，也大致知道它出現在哪裡。
望遠鏡發明以前，銀河系裡有詳實紀錄的超新星只有五顆，SN 1181 是其中之一。這麼大規模的爆炸，照理會留下一團不斷膨脹的碎屑雲，天文學家於是開始尋找。長久以來，呼聲最高的是殘骸 3C 58，但從推估出的年齡來看，它是否真是 SN 1181 的殘骸大有疑問。結果，SN 1181 成了過去一千年來唯一一顆還沒有確認殘骸的歷史超新星。
在自身爆炸中倖存的恆星
Pa 30 直到 2013 年才有人發現，而且發現它的不是職業天文學家，是美國業餘天文學家 Dana Patchick。他當時在廣域紅外線巡天探測衛星（WISE）的紅外線資料裡尋找行星狀星雲，Pa 30 是他找到的第 30 個星雲，名稱裡的數字就是這麼來的。
2021 年，Andreas Ritter 領導的團隊把它和 SN 1181 連結起來。Pa 30 的氣體以每秒約 1,100 公里的速度移動，照這個速度，雲氣要擴張到現在的大小，大約需要一千年。位置也和中國、日本的記載相符，相差不到 3.5 度。
Pa 30 獨一無二的地方，在於中心那顆恆星 IRAS 00500+6713。這顆星的表面溫度Pa 30 獨一無二的地方，在於中心那顆恆星 IRAS 00500+6713。這顆星的表面溫度約 20萬 K，吹出的恆星風速度約每秒 1.6萬公里。恆星本身和周圍的雲氣似乎都缺少氫和氦，這樣的成分符合兩顆白矮星合併的情形；白矮星是類似太陽的恆星最後留下的緻密核心。這種合併可能引發 Iax 型超新星：一般的 Ia 型超新星會把爆炸的白矮星徹底摧毀，Iax 型的爆炸則比較弱，也不完全，所以會留下一顆倖存的恆星。銀河系裡已知的 Iax 型超新星殘骸，只有 Pa 30 這一個。。恆星本身和周圍的雲氣似乎都缺少氫和氦，這樣的成分符合兩顆白矮星合併的情形；白矮星是類似太陽的恆星最後留下的緻密核心。這種合併可能引發 Iax 型超新星：一般的 Ia 型超新星會把爆炸的白矮星徹底摧毀，Iax 型的爆炸則比較弱，也不完全，所以會留下一顆倖存的恆星。銀河系裡已知的 Iax 型超新星殘骸，只有 Pa 30 這一個。
一串串團塊組成的煙火
早先以游離硫譜線拍攝的影像顯示，這團雲寬約 170 角秒（不到 3 角分，約是滿月寬度的十分之一），裡面分布著數十條筆直的細絲，全都指向中央那顆恆星。正因為這樣的圖案，大家才把 Pa 30 比作煙火。
這批新影像來自北雙子望遠鏡上的 GMOS 攝譜儀，負責分析的是 Timothy Cunningham 和 Ilaria Caiazzo 領導的團隊。影像裡的細絲數量約是先前研究找到的十倍，而且細絲並不是平滑的條紋，而是一串串小團塊，就像線上串起的珠子。一個典型團塊的直徑估計約 1,000 億公里，是地球到太陽距離的數百倍。影像也首次顯示，微弱的氧輝光和硫的光來自同一批細絲。
團塊之所以重要，是因為完全均勻的外流會一直保持平滑。細絲由一串串團塊組成，暗示恆星周圍的氣體在溫度或密度上並不一致，碎屑向外奔流時，這些差異把它扯成了一塊一塊。細絲最初是怎麼形成的，至今仍有爭議；但從現在起，任何模型都得能重現這些團塊。
團隊也發現，星雲的幾何中心和那顆恆星的位置重合。不對稱的爆炸會把倖存的恆星推離中心；它到現在仍在正中央，表示就算爆炸曾讓它往側向移動，速度也不會超過每秒約 100 公里，可見這次爆炸相當對稱。
Pa 30 在哪裡，為什麼是天文攝影的目標
Pa 30 位在仙后座，赤經 0 時 53 分 11 秒、赤緯 +67° 30′。赤緯這麼高，在北緯約 22.5° 以北的任何地方都不會落下，所以從歐洲和北美洲大部分地區看，它始終在地平線上。10月上旬午夜前後升到最高，11月和12月是在傍晚，1月則是天剛黑的時候。到了南緯約 22.5° 以南，它根本不會升起。這團星雲距離我們約 7,500 光年（2.3 千秒差距）。
Pa 30 似乎還沒有人發表過目視星等；細絲的詳細影像，都是裝了窄頻濾鏡的專業望遠鏡拍的，最近的一批來自北雙子望遠鏡。這是窄頻長時間曝光攝影的目標，不適合透過目鏡目視觀測。
來源與授權
- NOIRLab 新聞稿 noirlab2624（2026年10月6日） — SN 1181 的日期與紀錄（1181年8月4日至6日、八份文獻、中國、日本和阿拉伯的觀測者、185 天、仙后座）；望遠鏡發明前銀河系五顆超新星之一；Dana Patchick 在 WISE 資料中發現 Pa 30（2013 年，第 30 個星雲）；基特峰的後續觀測；中心恆星 IRAS 00500+6713；Iax 型的解釋；北雙子望遠鏡／GMOS 的新結果（細絲數量約為先前的十倍、一串串團塊、星周介質的差異、恆星位在中心）。https://noirlab.edu/public/news/noirlab2624/
- NOIRLab 影像 noirlab2624a — 主圖、圖片來源標示、座標（赤經 0 時 53 分 11.24 秒，赤緯 +67° 30′ 4.34″）、視野 4.36 × 4.58 角分、濾鏡 [O III] 499 奈米與 [S II] 672 奈米及其色彩通道。授權：依 https://noirlab.edu/public/copyright/ 為 CC BY 4.0。https://noirlab.edu/public/images/noirlab2624a/
- Cunningham、Caiazzo、Raymond、Kenyon，《天文物理期刊》第 1010 卷（2026），Detection of Knots in the Type Iax Supernova Remnant Pa 30 — 細絲中的團塊與結塊；細絲數量多了約一個數量級；[O III] 輻射來自同一批細絲；恆星側向速度上限約每秒 100 公里；團塊直徑約 10¹⁶ 公分。https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae9cb2
- Ritter 等人，《天文物理期刊通訊》（2021），The remnant and origin of the historical supernova 1181 AD — 將 Pa 30 認定為 SN 1181；3C 58 的對應受到質疑；氣體速度約每秒 1,100 公里；膨脹年齡約 1,000 年；位置與歷史記載相差不到 3.5 度。https://arxiv.org/abs/2105.12384（DOI 10.3847/2041-8213/ac2253）
- Gvaramadze 等人，《自然》（2019），A massive white-dwarf merger product before final collapse — 中心恆星約 20萬 K；恆星風約每秒 1萬6,000公里；恆星與星雲都不含氫和氦；白矮星合併。https://arxiv.org/abs/1904.00012（DOI 10.1038/s41586-019-1216-1）
- Fesen、Schaefer、Patchick，《天文物理期刊通訊》第 945 卷（2023） — [S II] 影像中星雲寬 170 角秒；數十條長 5–20 角秒的放射狀細絲，在中心恆星附近匯聚；距離估計為 2.3 千秒差距。https://doi.org/10.3847/2041-8213/acbb67
- Coughlin、Salvesen、Pasham，《天文物理期刊通訊》第 996 卷（2025），A Wind-driven Origin for the Firework Morphology of the Supernova Remnant Pa 30 — 細絲成因的幾種互相競爭的模型之一（恆星風與周圍氣體的交界面）。https://doi.org/10.3847/2041-8213/ae267d
- Green、Stephenson（2003），The Historical Supernovae — SN 1181 是過去兩千年來五顆有詳實紀錄的銀河系超新星之一（1006、1054、1181、1572、1604 年）；西元 185 年那顆比較不確定。https://arxiv.org/abs/astro-ph/0301603
