虽然一颗注定要毁灭的恒星在大约 2 万年前爆炸了，但它残破的残余物仍在以惊人的速度向太空飞去–美国宇航局的哈勃太空望远镜捕捉到了这一场景。这个星云被称为天鹅座环状星云，形成一个直径约 120 光年的气泡状。到其中心的距离约为 2,600 光年。整个星云在天空中的宽度相当于六个满月。
尽管一颗注定要毁灭的恒星在大约两万年前爆炸了，但它残破的残骸仍在以极快的速度飞向太空–美国宇航局的哈勃太空望远镜捕捉到了这一场景。图片来源：NASA、ESA、Ravi Sankrit（STScI）
天文学家利用哈勃望远镜放大了这个不断膨胀的超新星气泡前缘的一个非常小的切片，超新星爆炸波在这里冲向太空中的周围物质。从 2001 年到 2020 年拍摄的哈勃图像清晰地展示了残余物的冲击波前沿是如何随着时间的推移而扩大的，天文学家利用这些清晰的图像对其速度进行了计时。
天文学家利用哈勃太空望远镜放大了天鹅座环状星云的一个片段进行特写观察–这是一个由发光气体组成的巨大气泡。天鹅座环状星云是一个巨大的发光气泡。他们发现了像皱床单上的纹路一样的细丝，横跨两光年。这个区域位于膨胀气泡的外缘，是由两万年前一颗爆炸的恒星产生的。通过分析冲击波的位置，天文学家发现，在过去 20 年的哈勃观测中，这些细丝的速度丝毫没有减慢，形状也没有改变。这些物质正以每小时 50 多万英里的速度飞向星际空间–其速度足以在不到半小时的时间内从地球飞到月球。资料来源：NASA、ESA、STScI
通过分析冲击波的位置，天文学家发现冲击波在过去20年中丝毫没有减慢速度，而是以每小时50多万英里的速度飞向星际空间–速度之快足以在不到半小时的时间内从地球飞到月球。虽然这看起来快得令人难以置信，但对于超新星冲击波的速度来说，它实际上是偏慢的。研究人员能够从哈勃图像中组合出一部”电影”，近距离观察这颗残破的恒星是如何撞向星际空间的。
天文学家的见解
位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所的天文学家拉维-桑克里特说：”只有哈勃才能让我们如此清晰地观察到气泡边缘发生的一切。当你仔细观察哈勃图像时，它们非常壮观。它们告诉我们超新星冲击波在太空中传播时遇到的密度差异，以及这些冲击波后面区域的湍流。”
资料来源：NASA、ESA、STScI： 感谢：NSF NOIRLab、Akira Fujii、Jeff Hester、Davide De Martin、Travis A. Rector、Ravi Sankrit（STScI）、DSS
通过近距离观察发光氢丝近两光年长的部分可以发现，从侧面看它们就像一张起皱的薄片。马里兰州巴尔的摩市约翰-霍普金斯大学的威廉-布莱尔说：”你看到的是从侧面看的薄片上的波纹，所以它看起来就像扭曲的光带。当冲击波遇到星际介质中或多或少的致密物质时，就会产生这些摆动。近二十年的延时电影显示，这些细丝在背景恒星的衬托下移动，但保持着自己的形状。”
“当我们把哈勃对准天鹅座环带时，我们就知道这是冲击波前沿，我们想要研究它。当我们拍到最初的照片，看到这条令人难以置信的精致光带时，那真是意外收获。”布莱尔说：”我们并不知道它会解析出这种结构。”
超新星与宇宙的相互作用
布莱尔解释说，冲击波从爆炸点向外移动，然后开始遇到星际介质，即星际空间中气体和尘埃的脆弱区域。这是超新星气泡膨胀过程中的一个非常短暂的阶段，在这个阶段，看不见的中性氢被冲击波加热到华氏 100 万度或更高。然后，气体开始发光，因为电子被激发到更高的能量状态，并在逐级返回到低能量状态时发射出光子。在冲击波前沿的更后面，电离的氧原子开始冷却，发出蓝色的特征光。
天鹅座环流是威廉-赫歇尔于 1784 年用 18 英寸的简易反射望远镜发现的。他怎么也不会想到，两个多世纪后，我们会拥有一台足够强大的望远镜，可以放大星云的一小片，看到这壮观的景象。
