How big is 蟹狀星雲?

蟹狀星雲是一顆恆星以超新星形式爆炸後留下的氣體雲——超新星是恆星劇烈死亡的過程——這場爆炸在西元1054年被地球上的人觀測到。它位於金牛座內，距離地球約6500光年。光年是光在一年內行進的距離，約為9.46兆公里。這片星雲呈橢圓形，長約13光年、寬約9光年，平均直徑約為11光年，也就是110兆公里。

大小

在天空中，蟹狀星雲的範圍約為7角分乘5角分，1角分等於1/60度。角度必須配合已知的距離，才能換算成實際長度。以NASA採用的6500光年距離計算，這片星雲長約13光年、寬約9光年。NASA錢卓拉X射線天文台的團隊則形容它的直徑約為10光年。

距離是最大的不確定因素。劍橋大學保存的一份超新星殘骸目錄，根據中子星的視差——也就是地球繞太陽公轉時，該天體位置產生的微小偏移——推算出距離約為6200光年。較早期的估計則介於約5500到7800光年之間。若以這個範圍計算，星雲的長度可能落在約11到16光年之間。

這片星雲在三維空間中也不是規則的橢圓形。一項2021年的研究測量了發光氣體朝向與遠離地球移動的速度，並據此重建出星雲的三維形狀，結果發現它的形狀類似心形，發光氣體離中心最遠不超過約6.5光年。

大小比較

黑柱是老鷹星雲中一根高9.5光年的氣體柱，比蟹狀星雲的平均寬度略短一些。
獵戶座星雲的直徑約24光年，寬度大約是蟹狀星雲的兩倍。
蟹狀星雲的長度大約是太陽至比鄰星之距離的三倍，比鄰星是離太陽最近的恆星，距離約4.2光年。
如果把這片星雲縮小到地球的大小，位於中心的中子星會變成一個直徑約2微米的小點，大約是人類頭髮寬度的四十分之一。1微米是1公尺的百萬分之一。

1054年的超新星

西元1054年，中國的天文學家記錄下一顆「客星」，這顆星在白天的天空中可見了將近一個月。日本的天文學家也觀測到了這個現象。蟹狀星雲正是那次爆炸後持續擴張的殘骸。

英格蘭天文學家約翰．貝維斯於1731年發現了這片星雲。後來查爾斯．梅西耶曾誤將它當成哈雷彗星，這個錯誤促使他開始編製一份容易與彗星混淆的天體目錄。蟹狀星雲是這份目錄的第一個項目，稱為梅西耶1號。「蟹狀星雲」這個名稱，則源自愛爾蘭天文學家羅斯伯爵在1844年所繪的一幅圖。

若把星雲中氣體細絲的運動往回推算，爆炸發生的時間點會落在西元1130年左右，比史書記載的時間晚了大約四分之三個世紀。天文學家認為，這個差距是因為中子星噴發的粒子風，在爆炸後持續加速了氣體的擴張速度。

中心的脈衝星

星雲中心有一顆中子星，是那顆爆炸恆星被壓縮後留下的核心。它把大約太陽的質量，壓縮進一顆直徑約25公里的球體中。這是NASA的NICER望遠鏡為其他中子星測得的直徑；蟹狀星雲本身這顆中子星的直徑則從未被測量過。它每秒自轉約30圈，並像燈塔一樣向太空掃出兩道輻射光束，因此看起來像是在閃爍脈動。以這種方式被觀測到的自轉中子星，稱為脈衝星。

這顆脈衝星是星雲發光的能量來源。它將高能粒子灌入星雲中，這些電子以接近光速的速度沿著磁場線螺旋前進，發出星雲內部的藍色光芒。在哈伯的照片中，環繞在藍光周圍的橙色細絲，是那顆恆星殘留下來的破碎物質，主要成分是氫。