How big is 蟹状星云?

蟹状星云是一颗恒星以超新星形式爆炸——恒星剧烈死亡的方式——后留下的气体云，这次爆炸于公元 1054 年被地球上的人们观测到。它位于金牛座，距地球约 6500 光年。光年是光在一年内传播的距离，约合 9.46 万亿千米。这片星云呈椭圆形，长约 13 光年，宽约 9 光年，平均宽度约为 11 光年，合 110 万亿千米。

大小

在天空中，蟹状星云的视大小约为 7×5 角分，1 角分等于 1/60 度。角度只有在已知距离的情况下，才能换算成实际长度。按照 NASA 给出的 6500 光年的距离计算，星云长约 13 光年、宽约 9 光年。NASA 钱德拉 X 射线天文台的研究团队则称其跨度约为 10 光年。

距离是最主要的不确定因素。剑桥大学保存的一份超新星遗迹目录给出的距离约为 6200 光年，这一数据来自对中子星视差的测量——视差是指地球绕太阳运行时，该天体在天空中位置发生的微小偏移。更早的一些估计则在约 5500–7800 光年之间。若取这一范围，星云的长度就可能在约 11–16 光年之间。

从三维角度看，这片星云也并非一个规整的椭圆体。2021 年的一项研究测量了其发光气体朝向和远离地球运动的速度，并据此重建了它的三维形状，结果发现它的形状更像一颗心，发光气体距中心都不超过约 6.5 光年。

大小比较

黑柱是鹰状星云中一根高 9.5 光年的气体柱，略短于蟹状星云的平均宽度。
猎户座星云宽约 24 光年，是蟹状星云宽度的两倍左右。
蟹状星云的长度约为太阳到比邻星的距离的三倍，比邻星是距太阳最近的恒星，距离为 4.2 光年。
如果把这片星云缩小到地球那么大，其中心的中子星就会变成一个直径约 2 微米的小点，大约是一根头发宽度的四十分之一。微米是百万分之一米。

1054 年的超新星

公元 1054 年，中国的天文观测者记录下一颗“客星”，它在白天的天空中持续可见了将近一个月。日本的天文观测者也观测到了它。蟹状星云正是那次爆炸不断膨胀的残骸。

英国天文学家约翰·比维斯于 1731 年发现了这片星云。夏尔·梅西耶后来一度把它误认成哈雷彗星，这次误判促使他着手编制一份可能与彗星混淆的天体目录，蟹状星云正是该目录的第一个条目，编号梅西耶 1 号（M1）。“蟹状星云”这个名字，则来自爱尔兰天文学家罗斯伯爵在 1844 年绘制的一幅画。

若按星云丝状结构的运动速度反推，得到的爆炸时间约为公元 1130 年，比记录中的爆炸时间晚了约四分之三个世纪。天文学家用中子星喷出的粒子风来解释这一偏差——爆炸后，这股粒子风一直在加速气体的膨胀。

中心的脉冲星

星云中心是一颗中子星，也就是那颗爆炸恒星被压缩后留下的核心。它把大约一个太阳的质量压缩进一个直径约 25 千米的球体里。这是 NASA 的 NICER 望远镜为其他中子星测得的直径；蟹状星云自己的这颗中子星，直径至今尚未被测量。它每秒自转约 30 圈，像灯塔一样向太空扫出两道辐射光束，因此看起来像是在闪烁脉冲。以这种方式被观测到的高速自转中子星，称为脉冲星。

正是这颗脉冲星为星云的辉光提供能量。它不断向星云中注入高能粒子，其中以接近光速运动的电子沿磁力线螺旋前进，发出星云内部那种蓝色的光。在哈勃拍摄的照片中，环绕在蓝光周围的橙色丝状结构，是那颗恒星支离破碎的残骸，主要成分是氢。