光绪二十五年(1899年),我国山东福山一位著名金石收藏家王懿荣患了疟疾。那日他正准备煎药,忽然发现草药中有一小片异物,上面有奇怪的花纹,询问之下才知道这是“龙骨”。王是一个有心人,他把几包药都打开,把那些龙骨一一挑选出来进行研究。然后又派人去药店查询龙骨的来历,几经周折,才知这些龙骨都出于河南安阳附近小屯村的地下,是当地农民翻地时无意中发现的。他们以为这些古时候的龟壳、牛骨可以医病,遂以低廉的价格卖给了药店。王懿荣间明原委,大喜过望,遂把店中所有龙骨全部买下以作研究。因为他知道,安阳原是商代的京都。可惜王不久就谢世,他的收藏均为《老残游记》的作者刘鹗所得。从此,甲骨文重见人世,向人们吐出了殷商时代的许多秘事。
在这些甲骨片中,有很多涉及天文学的记载。如其中一块上刻有:“七月已巳夕豆,口有新大星火”,意思是七月初七那天,在红色的心宿二(天蝎α)旁突然出现了一颗很亮的星。据考证,是公元前14世纪的天象记录,也是目前世界最早的新星资料。西方相应的最早记录是古希腊喜帕恰斯在天蝎座中发现的新星,据说喜帕恰斯为此而编制了西方最早的星表,以此来检查其他天区是否也出现了这种“不速之客”。我国《汉书·天文志》上对喜帕恰斯发现的新星也有记录:“元光元年(公元前134年)六月,客星见于房。”而客星正是我国古代对新星的别称。
超新星最重的那些恒星在巨大的爆发中结束了它们的生命,这种大爆发产生了超新星。恒星向宇宙爆发,在几天内可以照亮整个星系。我们仍然可以看到在千百年以前爆发粉碎了恒星留下的光辉。超新星极少——在我们的星系,预计每个世纪只有两三颗,而且其中的多数被星际的尘埃所遮住。在银河系中看到最近的一颗超新星是在1604年,但天文学家们已经在别的星系中找到了更多的超新星。
恒星的崩塌一颗质量超过太阳八倍的恒星耗尽了氢,就会膨胀成为一颗超巨星。和红巨星不同,超巨星内部有足够的热量将氦燃烧产生的碳和氧作为燃料生成更重要的元素。超巨星可以制造出如铁一样重的元素。
新星不是新出现的恒星,也不是来去匆匆的过客,而是自然界的奇迹。它在很短的时间内会像闪光灯那样发出耀眼的光芒。在闪亮前,它如同微弱的烛光,暗得肉眼无法察觉,所以人们对它熟视无睹,但一旦发亮,就像一盏探照灯那么引人注目,以致人们以为这儿出现了新的星星。
迄今为止,人们在银河系内已发现了大约200多颗新星。从它们的光谱观测中可知,它发亮是一种大爆炸,表层物质被炸得四处狂飞——速度可达500~2000千米/秒,这个速度比人造卫星的运行速度(8千米/秒)大60~250倍!被炸开、抛出的恒星物质有10-5~10-3M。即百万亿亿到亿亿亿吨(1025~1027千克),分别相当于几十到几千个地球的质量。粗粗计算一下,这一下子放出的能量达1033~1038焦耳,或者说是太阳能量的百万到几亿倍。前面说过,太阳能量可与900亿颗氢弹相比,按此比例,新星爆发相当于顷刻之间引爆9亿亿到900亿亿颗大氢弹!因此它的亮度一般可在几天内增亮11等。如果说原来它是一颗连小望远镜也无法看见的12等星,则顷刻之间会变得如同织女星那般熠熠生辉。从光变的角度讲,它也是属于变星——爆发变星或激变变星。它会在2~3天内迅速上升9个星等,然后稍稍“休息”一下,再冲上顶峰,继续升高2个星等左右(只有几小时到几天时间),之后,它慢慢回到原来状态。这段过程需要经历几年甚至几十年的时间。
新星为什么会突然爆发?20世纪50年代之后,人们发现1934年爆发的武仙DQ原是一对双星,这使人茅塞顿开。很可能,新星都是一种彼此靠得极紧的双星(称密近双星),其中一颗主星是温度较低的主序星(如K、M型星),旁边的伴星是光度很小、看不见的白矮星。白矮星的强大引力把主序星的物质吸引到自己温度极高的表面上,这些物质在向白矮星落下时,本身又有巨大的动能,于是当落下物达到一定数量时(大约10~4),白矮星表面上就能发生本该在恒星内部发生的热核反应,成千上万颗超级大氢弹引爆了,形成了新星的巨大爆发。
新星不仅出现在银河系,在其他星系中也时有发现,如仙女星系(M31,又称仙女大星云)中发现的新星数竟与银河系不相上下。另外在大麦云、小麦云及其他一些星系中也常常出现新星的爆发。据估计,仅银河系内,每年就有50颗新星爆发,仙女星系中约有29颗。由此看来,新星爆发是相当频繁的天文现象——只是由于大多数新星太遥远,即使爆发也很难察觉。
新星在爆发到最亮时刻,绝对星等平均为-7.3等。根据这个特性,人们只要抓住时机,测出该时的目视星等,就可像造父变星所用的公式那样,求出新星所在星系的距离来。这种方法可比造父变星测得更远,因为它们比造父变星更加明亮。