約 7,500 光年外的 Pa 30,是 1181 年客星遺跡的首要候選。新影像把它煙花般的細絲分解成一串串氣體結塊,讓天文學家得以追查這場罕見爆炸如何留下恆星,又如何塑造周圍的物質。

文章重點

  • 新影像辨認出的細絲數目約為以往十倍,並顯示細絲由一連串氣體結塊組成。
  • 結塊的代表尺度約為 10¹⁶ 厘米;它們接近影像解析極限,大小仍屬估算。
  • 中央恆星的橫向反衝速度在 3σ 水平下低於每秒 14 公里;三維速度限制另依賴方向分布假設。

Pa 30 星雲向外伸展的細絲,如今顯露了珠串般的細節。由 Tim Cunningham 與 Ilaria Caiazzo 共同領導的團隊,利用夏威夷北雙子望遠鏡的 GMOS 儀器拍攝深度窄頻影像,發現原來看似平滑的放射狀亮紋,沿途串起了一個個氣體結塊。

1181 年客星留下的線索

距離地球約 7,500 光年的 Pa 30,直到 2013 年才由業餘天文學家 Dana Patchick 在 WISE 紅外線資料中發現。它是 1181 年歷史客星 SN 1181 遺跡的首要候選;當年的天象曾見於中國、日本和阿拉伯的記錄。

論文圖 1 的右下特寫面板,橙色細絲沿途有一連串明亮氣體結塊,保留赤經及赤緯座標
論文圖 1 的右下局部:氣體細絲沿途串起明亮結塊,原圖的座標網格與標示完整保留。來源:Cunningham et al. (2026), ApJ 1010, 28,CC BY 4.0;局部裁切。

2023 年的研究已看見數十條向外延伸的細絲;2024 年的光譜研究則發現,噴出物的速度大致符合自由膨脹,也進一步支持它與 SN 1181 的關聯。中央仍有恆星存活,加上噴出物缺乏氫和氦,使研究者把這個系統解讀為較暗、能留下殘存恆星的 Iax 型熱核超新星遺跡。

NOIRLab 官方變焦影片,逐步拉近 Pa 30 超新星遺跡。影像來源:International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA。

細絲放大,氣體成串

新觀測分別追蹤單次電離硫的 [S II] 輻射和雙次電離氧的 [O III] 輻射。硫影像辨認出的細絲約為以往十倍;氧影像也顯示同一批細絲所在的位置,讓過往較模糊的氧輻射有了清晰的結構對應。

論文圖 4 上方面板,藍色等高線標示星雲中心的不確定範圍,紅色標記為中央恆星在 2025 年的位置及回推的 1181 年位置
論文圖 4 上方:藍線是星雲中心的 1σ、2σ、3σ 範圍;紅標記是恆星的 2025 年位置及依 Gaia 自行回推的 1181 年位置。紅箭頭表示自行;反衝另由恆星相對星雲中心的偏移限制。來源:Cunningham et al. (2026), ApJ 1010, 28,CC BY 4.0;局部裁切。

這些結塊的代表直徑約為 10¹⁶ 厘米,換算約 670 個天文單位,約為海王星軌道直徑的十一倍。不過,它們只剛剛超出大氣視寧度造成的模糊尺度,尺寸仍屬初步估算;沿細絲看似相近的間距,也會受前後結構重疊的投影影響。

細絲指回中央恆星

團隊還用滾動霍夫轉換量度細絲的方向,找出它們共同指回的星雲中心。這個位置與中央恆星 IRAS 00500+6713 一致,對爆炸把恆星推離中心的反衝速度設下了限制。

在天空平面內,橫向反衝速度的 3σ 上限為每秒 14 公里。若再假設三維空間中每個反衝方向同樣可能,總速度的 3σ 上限為每秒 94 公里。後者是帶有方向假設的統計限制;恆星的視線方向速度仍難直接量度。

珠串如何形成?

結塊為細絲成因增加了一道必須解答的問題:模型既要產生細長的放射狀結構,也要解釋沿途的凝聚。論文討論了流速差引發的不穩定性,以及氣體快速冷卻造成的熱不穩定性;它們可能共同塑造結塊,具體機制仍待比較。

Pa 30 提供了一個難得能近距離研究的 Iax 型遺跡。研究團隊希望利用它的獨特形態,尋找銀河系與鄰近星系中尚未辨認的同類系統,把這一場古老爆炸留下的線索,延伸至更多恆星的結局。