新星的研究在天体演化学上和
射电天文学上都有着重大意义。
新星和超新星的爆发否形成射电源?超新星或慢新星是否和
行星状星云有演化上的联系?新星是否能多次爆发?新星或超新星的爆发是否表示普通星向白矮星过渡?银河系内超新星的爆发频率如何?这一系列问题的解决都需要大量的新星和超新星的观测资料;不仅需要现在的,而且需要过去的。关于古代的新星观测资料,伦德玛克曾经搜集起来编成一个表[1]。现在全世界的天文学家们应用的古代新星资料,几乎全取自这个表中。但是正如伏龙佐夫-威廉明诺夫所批评:“伦德玛克的表有许多可以怀疑的漏洞,用这些材料来充实我们感到贫乏的观测资料,至少是冒险的。”
[2]
新星
伦德玛克的表中包括了十九世纪及以前观测到的六十颗新星,他的材料主要来自
马端临《文献通考》的客星栏。但中国古代客星常常和彗星相混,而且《文献通考》中所搜集的材料也不够完全,因而伦德玛克的表在正确性和完整性方面都是有缺点的。最近我们查了廿四史(主要是其中的天文志)、各代会要、《文献通考》和《通志》,并参考了一些杂史和日本的天文史料,详细地复核了伦德玛克的表,发现以下几条都是彗星:
公元64年5月3日在室女座η附近的新星。《文献通考》内载:“汉明帝永平七年三月庚戌,客星光气二尺所在太微左执法南,端门外,凡见七十五日”。既言光气二尺,可见是有尾巴的,是彗星(永平七年三月庚戌相当于公元64年4月28日)。
公元66年1月31日的新星。伦德玛克的根据是《文献通考》里一句话:“后汉孝明帝永平八年冬十二月戊子,客星出东方”。但是在《东汉会要》里有一段彗星记事:“永平九年正月戊申,客星出牵牛,长八尺,历建星,至房南灭”;《东汉书古今注》说:该彗星“历斗、建、箕、房,过角、亢,至翼,芒东指,见至五十日”。正月戊申相当于公历2月20日,距1月31日相差只20天,在这个时期,如以夜晚九时来说,斗、建、箕、房、角、亢、翼这些星宿都在东方,可见1月31日东方所见客星就是这个彗星。又按计算,哈雷彗过近日点的日期是该年1月26日,可见这次观测到的彗星即哈雷彗。朱文鑫在《天文考古录》里把永平八年(公元65年)六月观测到的彗星认为是这次哈雷彗的出现,显然是错误的。因为该彗星出现于六月壬午,凡见五十六日。永平八年六月壬午,相当于公元65年7月29日,56日之后是9月23日。就以9月23日来说,和1月26日也还相差四个多月。
公元684年9月12日新星。《日本书记》和《一代记要》内均载:“天武十二年七月壬申,彗星出于西北,长丈余”。日本天武十二年七月壬申相当于公元684年9月7日,而该年11月26日为哈雷彗过近日点之日期。哈雷彗在近日点前后两、三个月被观测到,是常有的事,可见伦德玛克表中的这个新星(状如半月)和日本史书中所载的是一回事,即哈雷彗。
公元837年4月到6月的三个新星。《文献通考》客星栏内载:“唐文宗开成二年三月甲申客星出于东井下。戊子客星别出于端门内,近屏星。四月丙午东井下客星没。五月癸酉端门内客星没。壬午客星如孛,在南斗天籥旁。”威廉姆士、毕渥特和伦德玛克把这认为是三个新星:
1. 837年4月29日到5月21日双子座新星。
2. 837年5月3日到6月17日室女座υ星附近新星。
3. 837年6月26日人马座δ,λ星旁新星。
最近史克洛夫斯基和沙因认为双子座新星爆发在双子座μ,η星之间,现在观测到的IC433星云是它的残迹,而且可能和射电源(α=614, δ= + 22°38′)对应起来。[3]
但是《新唐书·天文志》里在这段客星叙事的前面还有一段彗星记事:“唐文宗开成二年二月丙午有彗星于危,长七尺余,西指南斗。戊申在危西南,芒耀愈盛。癸酉在虚。辛酉长丈余,西行,稍南指。壬戊在婺女,长二丈余,广三尺。癸亥愈长愈阔。三月甲子在南斗。乙丑长五丈,其末两歧,一指氐,一掩房。丙寅长六丈,无歧,北指,在亢七度。丁卯西北行,东指。己巳长八丈余,在张。癸未长三尺,在轩辕右不见。凡彗星晨出则西指,夕出则东指,乃常也。未有遍指四方,凌犯如此之甚者。甲申客星出于东井下,……(如前文)……。八月丁酉有彗星于虚危。”[4]从这段文字总的来看,可以认为这三颗客星及其前后的彗星均是同一彗星,其运行的轨道见图1。这个大彗星即哈雷彗。哈雷彗星过近日点的日期按计算应该是该年3月1日。
公元562年1月28日新星。《宋史》:“宋建隆二年十二月己酉,客星出天市垣宗人星东,微有芒彗。三年正月辛未西南行,入氐宿。二月癸丑至七星没。”显然这是彗星。
我们将伦德玛克表中的错误去掉,并将我们新搜集的材料加进去,制成现在这份古新星表,至1700年止,共有90颗新星。表中有11个(No.17,27,30, 45,57,60,67,68,70,82和85)可能是超新星。单以最近一千年而论,就有七颗超新星爆发:1006年豺狼座、1054年金牛座、1181年仙后座、1203年天蝎座、1230那武仙座、1572年仙后座和1604年蛇夫座。根据这材料,银河系内超新星的爆发频率将大于以往的估计:即平均每150年有一颗超新星出现。
此外,在制表的过程中,我们对新星的再发规律亦有些材料。伏龙佐夫-威廉明诺夫在“气体星云和新星”一书中将巴连拿果和库卡金的亮度变幅关系改进为:
log P = -2.716 + 0.512 A
若取A = 11(新星的平均变幅),则得P = 824年。
在我们的表中,No.12和No.55两次“客星犯帝座”相距882年,No.5和 No.33两次“星孛于大角” 相距779年,正好和计算所得的周期约合。因此,这两个新星很可能是新星再发的例子。
这表我们只编到1700年为止,因为在此以后,西方天文学已很发达,关于新星的材料也很完备,无须再叙。
将表中较有确切位置的61颗新星和2颗再发新星,作视分布研究,得图2。新星在银纬方面的分布如下表:
表1
由这表可看出:新星有向银面集中的趋势,在±20°范围以内,占了小半数,而在±70°~±90°的范围以内,一个也没有。这和就近代新星资料统计的结果,颇相符合。从表中还可以看出:银面以南的新星比以北的多,这是因为太阳处在银面以北的缘故。
就银经分布来说,在表2里的前六组是在以银河系为中心的方向为中心的半个天球上,后六组是在另外半个天球上。这样从统计上可以看出新星在反银心的半个天球上要多一些。不过,得注意到:南赤纬大的银河部分(l从240°到300°)在我们中国黄河流域(取φ≒35°)看不见。估计到这一点之后,可以断定:新星视分布的银心聚度小。银心聚度小,银面聚度大,这说明新星形成扁平子系。
表中可能有彗星,同时这表也不能算是很完整。这些都待以后补充和修正。我们将这份较为完整的古新星表付印,只是为了射电天文学和天体演化学领域工作者的参考。
这表的制作过程中得到竺可桢、叶企荪、张钰哲、戴文赛和И.С.Шкловский 的鼓励和很多帮助,特此致谢。
1955年8月
表2
文献记载
注释
① Щкловский和Паренао曾认为:这颗新星爆发在仙后座里,并且可以和射电源(α=2321,δ=58°)对应起来。但在这次编表过程中,发现紫宫西垣并不经过仙后座。紫宫西垣的主要七颗星是:天龙座α,κ,λ,δ和鹿豹座43,9,IH星。这样一来,最强的射电源——仙后座射电源A——就不能认为是超新星爆发的结果。
② 关于这个超新星记载的资料尚有:
(1)《文献通考》:“宋真宗景德三年四月戊寅周伯星出氐南,骑官西一度。状半月,有芒角,煌煌然可以鉴物。……八月随天轮入浊,十一月复见在氐。自是常以十一月晨见东南方,八月西南入浊。”根据这段记载,这颗新星可见时间很长(四月戊寅相当于5月6日)。
(2)《宋史·新编真宗本纪》:“景德三年五月壬寅(5月30日),日当食不亏,周伯星见。……十一月壬寅(11月26日),周伯星再见。”
(3)《宋史·天文志》:“宋景德三年三月乙巳客星出东南方。” 景德三年三月乙巳相当于4月3日。
(4)日本《明月记》:“宽宏三年四月二日癸酉(5月1日)夜以降,骑官中有大客星,如荧惑,光明动摇,连夜正见南方。或云骑阵将军星变本体增光欤”。可见这颗新星当时亮如火星,在κLup附近。
(5)Schonfeld在A.N.127, 153上说,1006年初Hepidanus及Barhebreaus曾在天蝎座观测到新星。可能与此为同一新星。
③关于这个超新星,尚有以下参考资料:
(1)日本《明月记》:“天喜二年四月中旬以后,丑时客星出觜参度,见东方,孛天关星,大如岁星。”可见当时的亮度犹如木星。
(2)《宋史·仁宗本纪》:“嘉佑元年三月辛未,司天监言自至和元年五月客星出东方守天关,至是没。” 嘉佑元年三月辛未公元1056年4月6日,可见这颗星在一年零十个月中都可看见。
(3)Dybendak, Oort, Mayall: Supernova in Taurus, PASP, 54,91,95(1942).
④ 关于这个新星尚有以下文献可以参考:
(1)《金史》:“金大定二十一年六月甲戌客星见于华盖,凡百五十有六日灭。”
(2)日本《吾妻镜》:“治承五年六月廿五日庚午,戌刻客星见艮方,大如镇星,色青赤,有芒角,是宽宏三年出现之后,无例云云。”艮方即东北方。
(3)日本《玉叶》:“养和元年六月廿八日癸酉,传闻自六月廿五日起,客星出内天王良旁。”
(4)日本《明月记》:“治承五年六月廿五日庚午,戌刻客星见北方,近王良星,守传舍星。”
(5)日本《百炼抄》:“治承五年六月廿五日,客星见北极。”
⑤ (1)日本《百炼抄》:“宽喜二年十月廿九日自昨日夜客星出现,养和元年(1181年)以后无此变欤”。宽喜二年十月廿九日相当于1230年12月4日。
(2)日本《明月记》:宽喜二年十一月三日夜“奇星现辛方,在织女东,天津艮,奚仲旁”。奚仲为天鹅座χ,ι,θ三星。
(3)日本《吾妻镜》:“宽喜二年十二月五日壬戌,客星出现;十一日戊辰,今晓客星犹出现。京都十月廿八日出现,天文博士维藩朝臣最先奏闻”。
(4)日本《本国寺年谱》:“宽喜二年十二月五日客星西州见之,十月京洛见之廿八日。”
⑥ (1)《明史·天文志》星表部分记有:“……又有古无今有者,策星旁有客星,万历元年新出,先大今小。”策星即仙后座γ星。
(2)《中西经星同异考》梅文鼎序中有:“王良之策有万历癸酉年新出之星。”
⑦从这时起,西洋人都把日期换算弄错了十天,他们没有考虑到1582年的改历。
(首次发表于《天文学报》1955年第2期)
[1] Kunt Lundmark, Suspected New Stars Recorded in Old Chronicles and among Recent Meridian Observations. PASP, 33, 225-238 (1921).
[2] Воронцов-Вельяминов, Газовые туманности и новае эвёзды. стр. 184.
[3] Г. А. Щайн и В. Ф. Газе, ДАН, 96, 4, 713-715 (1954).
И. С. Щкловский, ДАН, 97, 1, 53-55 (1954).
В. Ф. Газе и Г. А. Щайн, А. Ж. 31, 5, 409-412 (1954).
[4] 唐书天文志、唐书文宗本纪、新唐书文宗本纪、唐会要、续日本后记、一代记要、日本纪略和诸道勘文中均有这颗彗星的记载。