文：娟娟
作者系网易新闻·网易号“各有态度”签约作者
转眼间，钱德拉X射线天文观测站发射到太空中已经19年了。曾经预计的服役期只有5年，而今它依然在继续工作着，为人类带来了超新星、脉冲星、伽马射线暴、超大质量黑洞、褐矮星和暗物质的大量数据。
在钱德拉X射线天文观测站的观测目标中，蟹状星云是最早的一批对象之一，从那之后它也成为了一个被经常观察的对象。
蟹状星云是一颗大质量恒星以超新星爆炸的形式结束其生命后留下的破碎残骸。公元1054年，中国的天文学家记录下了这颗在金牛座的方向上出现的超新星。
credit: NASA
这片超新星遗迹距离地球大约有6500光年远，它本身大约覆盖了5光年的区域。
今天，天文学家知道蟹状星云是被一个快速旋转、高度磁化的被称为脉冲星的中子星所驱动的。快速的旋转和强磁场结合在一起，生成强烈的电磁场，在脉冲星的南北两极产生物质和反物质喷流（jets of matter and anti-matter），并从赤道方向流出一种强烈的风。
接下来我们一起欣赏数年来由钱德拉X射线天文观测站拍摄下的蟹状星云。
1、1999年，钱德拉的数据揭示了人们此前从未见过的蟹状星云的特征，包括围绕着星云中心的一圈明亮的高能量粒子环。
详见http://chandra.harvard.edu/photo/1999/0052/
2、2002年，蟹状星云的动态特性被生动地展现出来。之前看到的明亮高能量粒子环包括大约二十四个节点，它们形成、变亮、变淡，周围抖动，偶尔会发生爆发，产生膨胀的粒子云，但是依然保持在大致相同的位置。这些节点是由冲击波引起的，类似于音爆（sonic boom），来自脉冲星的快速移动的粒子猛烈撞击周围的气体。来自这个环的明亮光束以一半的光速向外移动，在离脉冲星更远的地方形成第二个膨胀环。
详见http://chandra.harvard.edu/photo/2002/0052/
3、2006年，这是第一张蟹状星云的合成图，数据来自钱德拉(浅蓝色)、哈勃(绿色和深蓝色)、斯皮策（红色）。
详见http://chandra.harvard.edu/photo/2006/crab/
4、2008年，来自钱德拉的持续观测的数据提供了蟹状星云更清晰的图像，科学家第一次发布了蟹状星云脉冲星风星云模糊边缘的景象。数据显示了被天文学家称为“手指（fingers）”、“环（loops）”、“湾（bays）”的结构，这些特征表明星云的磁场和冷却物质的细丝正在控制电子和正电子（电子的反粒子）的运动。这些粒子可以在沿着磁场的方向上快速移动，并在辐射掉它们的能量之前前进数光年之远的距离。与之相反的是，在垂直于磁场的方向上，这些粒子运动的要慢很多，在辐射掉它们的能量之前只会移动很短的一段距离。
详见http://chandra.harvard.edu/photo/2008/crab/
5、2014年，为了庆祝钱德拉发射15周年，几张超新星遗迹的新照片被发布，其中就包括蟹状星云（图示左上第一张）。在该图中，X射线的数据被分成3个不同的能带（energy bands），钱德拉观测到的最低能量的X射线被着以红色，中间能带被着以绿色，最高能的X射线被着以蓝色。值得注意的是，图像中最高能量x射线的范围比另外两种x射线的范围要小，这是因为负责最高能x射线的能量最高的电子辐射掉其能量的速度快于较低能量的电子。
详见http://chandra.harvard.edu/photo/2014/15year/
6、2017年，在曾经的多波长图像的基础上构建了蟹状星云非常精细的视图，使用了来自几乎覆盖所有电磁波谱的望远镜数据。其中无线电波数据来自Karl G. Jansky Very Large Array（红色），哈勃望远镜光学数据（绿色），红外数据来自斯皮策（黄色），X射线数据来自XMM牛顿（蓝色），钱德拉数据（紫色）。
详见http://chandra.harvard.edu/photo/2017/crab/
参考资料：
https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/images/a-crab-walks-through-time.html
https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_567.html
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