1．驚悚的紅色精靈
從1886年最早發現紅色精靈到以後的100年間沒有任何的文字圖像資料證明這種壯觀的大氣閃光現象形成的原因，直到1989年7月時任明尼蘇達綜合大學的物理學教授JohnR.才記錄了紅色精靈的影象，從此揭開了蒙在紅色精靈臉上100多年的神秘麵紗。
紅色精靈和藍色噴流是一種伴隨雷暴發生時的一種特殊的大氣放電現象，通常發生在雷雨雲層頂離地麵約三十到九十公裏的高空。紅色精靈上半部是紅色，底部則漸漸轉變為藍色，寬度約在五到十公裏內，可持續約數毫秒到一百毫秒的時間。由於這些發光體的顏色是紅色，且在空中出現的時間不到三十分之一秒，有如鬼魅一般難以捉摸，所以科學家稱它們為“紅色精靈”。
藍色噴流是美國阿拉斯加大學教授WESCOTT等人，一九九四年夏天用飛機進行紅色精靈觀測時意外發現的，形狀很像是從噴嘴高速射出的噴流，所以被命名為藍色噴流。除了它的顏色是藍色之外，藍色噴流持續發光平均時間約零點三秒，比紅色精靈要長約二十倍，另外藍色噴流可以很明顯看出發光的噴流從雲層中間向高空噴出，與紅色精靈是在高空發光，沒有噴射現象完全不同紅色精靈中還有一種特殊的類型就是淘氣精靈[有譯文翻譯為頑皮精靈或矮子]就如同紅色精靈一樣，是一種由閃電所引發的高空發光的現象，它具有火紅色、向外擴張的圈圈環形。其成因是雲對地閃電所發出的電磁脈衝，傳遞到電離層的底部後，加熱該處的分子並使它們發出紅色輝光。更精確地說，這種強烈的電磁脈衝是以雲對地閃電為中心，以光速傳遞的電波。當這個電磁脈衝向上傳遞的部分(圓殼部分)傳到約為75至100公裏的高度時，電磁波的電場加速電子，這些被加速後的電子會撞擊空氣分子並將其提升至可以發光的激發狀態。因而產生了以球殼和臨界層之交點為軸心，向外擴張的圈圈狀光環。
紅色精靈和藍色噴流最早是在1886年被發現，但一直沒有明確的資料證明與雷暴和閃電的關係。直到1989年7月6日時任明尼蘇達綜合大學的物理學教授JohnR.利用一台低光度攝影機記錄了一道跳躍的火焰。在回放時他和他的兩名研究生驚訝的發現在圖象中有兩個巨型的閃光出現在北明尼蘇達的天空上。之後他們很快的證明了紅色精靈和藍色噴流是在雷雲之上的一種特殊的閃電，也揭開了紅色精靈和藍色噴流近一個世紀的神秘麵紗。
“紅色精靈”是近年來所發現數種由閃電所引發的中高空發光現象之一，其可能的成因簡示如下：一般閃電是源自帶著負電荷的雲層底部，並向下落至地表。偶爾，閃電是源自雲層頂端積蓄的大量正電荷，因此閃電發生後，電離層和雲層頂有著很強大的電場，因此吸引著電子向上移動。在移動的過程中會和氣體分子碰撞，如果產生的電場夠強而且周圍的空氣夠稀薄，在和空氣分子撞擊之前，電子可以獲得相當高的能量，當電子撞擊空氣分子，會把它們撞到激發狀態，讓分子發出輝光，產生紅色精靈這種高空短暫發光現象。理論上，這種現象發生於40至90公裏的高空中。最亮的紅色精靈人類的肉眼就可以看見，但長久以來並不為人們所知，追究其原因在於它是發生在極端明亮的雲對地閃電之後，因此上述的現象並不會特別引起科學家們的注意。紅色精靈發光的時間通常持續不到三十分之一秒，亮度通常也不很明亮，出現的機會相當低，因此，科學家必須使用高感光度的攝影機，持續對雷雨雲的上空錄像，才能紀錄到這種高空短暫發光現象。1994年Sentman和Wescott第一次記錄到‘藍色噴流’這種怪異的現象，他們是飛機在高空中飛越強烈的風暴之上，為捕捉紅色精靈期間利用高靈敏度的照相機意外拍攝到的。由這些照片可以得知這種光以秒速120公裏自雲層頂端向上噴出，目前研究學者們正致力於找出可完整的解釋其成因的理論。
國際上已經有超過20個組織和團體在世界不同的地方研究紅色精靈這一現象，除著名的NASA和明尼蘇達大學外位於美國科羅拉多州的Sky-Fire公司在大氣物理研究和對紅色精靈的研究也卓有成就，Sky-Fire公司對紅色精靈和藍色噴流有著大量和細致的研究，並且也有專門的人員負責調查和收集世界各地關於紅色精靈和藍色噴流方麵的資料.目前，在我國台灣省也有一支由成功大學物理係和其它學術團體組成的紅色精靈研究團隊，在高空大氣閃電的研究方麵也有很大的成就。
2．神奇之大氣潮汐
大氣潮汐
由月球的引力作用，以及太陽的引力和熱力作用所引起的大氣壓的周期性漲落現象。地球上最接近太陽或月球的一邊，比遠離這些星球的另一邊所受到的引力要大，因此，每當地球繞地軸轉動一周時，地球上任一指定地點，都交替地外於較強和較弱的引力作用之下。與此同時，地球上的物體，還因地球相對太陽或月球運動而受到一個均勻的慣性離心力的作用，它和引力的合力，稱為引潮力，也叫起潮力(見海洋潮汐)。地球上麵向或背向太陽或月球的位置，引潮力最強，因而出現漲潮或高潮；在這兩個位置最中間的地帶，引潮力最弱，出現落潮或低潮。所以地球每自轉一周，任一指定地點無論大氣或海洋，都因為受到這種引潮力的作用而出現兩次漲潮和兩次落潮，它們的周期都為地球自轉周期的一半。
分析地麵上大氣潮汐的氣壓觀測資料發現，氣壓變化可以分解成周期為8、12和24小時等調和分量，其中半日周期的調和分量最為顯著。由太陽引起的大氣潮汐稱太陽潮，其氣壓變化的半日周期分量最有規律性，而且得到很仔細的研究。太陽潮的振幅在赤道附近最大(約1.2百帕)，逐漸向兩極減小；極區的振幅最小，且比較均勻(約0.1百帕)；在中緯度地帶，其經向梯度最大。令人驚異的事實是﹕在高緯地區，不同經度的氣壓極值出現在同一世界時；而在中緯度和低緯度地區，這些極值出現在同一地方時。由月球引起的大氣潮汐稱太陰潮，其氣壓變化的半日周期分量的振幅比太陽潮同一分量的振幅至少小一個數量級。太陰潮在赤道約為0.08百帕，在緯度30處約為0.02百帕。要分析這樣小的振幅，必須應用更精細的統計方法。
1687年I.牛頓在他的《自然哲學的數學原理》一書中首先解釋了海洋潮汐現象，同時指出：引潮力同樣會影響大氣，就像它影響海洋一樣。因此，大氣潮汐的概念可以說是牛頓第一個提出來的。由於月球離地球近，太陽離地球遠，月球引潮力和太陽引潮力的比為11：5，因此對海洋而言，太陰潮比太陽潮顯著。當時令人費解的是，為什麼在大氣裏覺察不到太陰潮。1799～1830年，P.-S.拉普拉斯對潮汐現象進行了大量研究。他首先建立了海洋和大氣潮汐的動力理論，並且認為大氣中的氣壓半日振湯，不是由於潮汐力，而是由於太陽的熱力作用所引起的。但他未能說明為什麼會出現這種半日振湯比全日振湯強許多倍的現象。1882年，開爾文從氣壓變化的諧譜分析出發，提出了共振理論。他認為在大氣的自由振湯中，可能有一個比較接近於12小時的振湯周期。由於共振，溫度的半日振湯被放大，使它的氣壓反應比周期為24小時的更為強烈。因此，雖然周期為半日的引潮力很小，但由於熱力作用所激發的半日周期氣壓分波，卻遠較全日分波為大。隨後，J.W.S.瑞利研究了大氣的自由振湯周期，發現大氣有周期為23.8小時和13.7小時的兩種振湯，因而無法證明開爾文的共振理論。後來，H.蘭姆、S.查普曼和G.I.泰勒對大氣振湯問題作了詳細的討論，求得相應的自由振湯周期是10.5小時。1937年，C.L.皮克利斯采用五層大氣模式，證明了大氣中有周期為10.5小時和12小時的自由振湯。現代的潮汐理論，不是從開爾文的單純溫度共振出發，而是建立在同時考慮大氣動力和熱力因子的較複雜的流體力學方程組基礎上的理論，它包括了太陽熱力的重要影響，故稱為現代動力理論。它可以解釋太陽和太陰半日周期的氣壓振湯，以及太陽半日周期分量大於其全日周期分量的事實。
許多研究結果指出，大氣潮汐不僅在氣壓場上有反映，而且在大氣風場、地球磁場等方麵也有反映。在對流層、平流層、中層和電離層中都有大氣潮汐現象，而且在高層和高緯度地區分別比低層和低緯度地區更加明顯。
3．奇觀：水星淩日
水星淩日
在人類曆史上，第一次預告水星淩日是"行星運動三大定律"的發現者，德國天文學家開普勒（1571至1630年）。他在1629年預言：1631年11月7日將發生稀奇天象--水星淩日。當日，法國天文學家加桑迪在巴黎親眼目睹到有個小黑點（水星）在日麵上由東向西徐徐移動。從1631年至2003年，共出現50次水星淩日，其中，發生在11月的有35次，發生在5月的僅有15次。每100年，平均發生水星淩日13．4次。
原理：水星淩日發生的原理與日食相似。由於水星和地球的繞日運行軌道不在同一個平麵上，而是有一個7度的傾角。因此，隻有水星和地球兩者的軌道處於同一個平麵上，而日水地三者又恰好排成一條直線時，才會發生水星淩日。地球每年5月8日前後經過水星軌道的降交點，每年11月10日前後又經過水星軌道的升交點。所以，水星淩日隻能發生在這兩個日期的前後。
觀察方法：觀察水星淩日必須借助望遠鏡。它與觀察太陽黑子的方法相似。通常有兩種方法：一是投影法。通過望遠鏡，把太陽投影到一張白紙上進行觀察。二是目視法。在望遠鏡的物鏡（前方）裝上濾光鏡，再進行觀察。天文愛好者可以用燒電焊用的黑玻璃，也可以用X光底片或電腦軟盤的磁片，幾張重疊起來製成眼鏡，戴上它用雙筒望遠鏡觀察水星淩日。如何選購雙筒望遠鏡？一是口徑（物鏡）越大越好，物鏡（前鏡）直徑70毫米的較理想；二是選購多層鍍膜的物鏡，通常鍍綠膜、藍膜的較好，鍍紅膜的最差。需要著重指出的是，觀察水星淩日，千萬不能用肉眼直接看太陽，要注意保護眼睛。
水星淩日的特點：水星是地球的內行星，直徑為4878千米。2003年水星淩日有三大特點：一是水星距離地球隻有8415萬千米，比發生在11月的水星淩日近1737萬千米。二是水星視直徑為12角秒，比發生在11月的水星淩日大五分之一。三是視直徑，水星與太陽相比，為1比158；而11月的水星淩日，為1比193。因此，無論是觀察還是拍攝水星淩日，2003年都是不可多得的良機。
水星淩日發生在5月（降交點）比發生在11月（升交點）少得多。一生中能在5月看到兩次水星淩日的人，鳳毛麟角。廣東雖然有幾千萬人，但至今還沒有發現有人在5月看過兩次水星淩日。未來五次5月的水星淩日將發生在2016年5月9日，2049年5月7日，2062年5月11日，2095年5月9日，2108年5月12日。中國如要下次在5月看到水星淩日的全過程，就要等到2108年5月12日。因為其餘四次水星淩日都發生在夜間，中國不能看到或不能看到全過程。因此，今年5月7日的水星淩日，不可錯過。錯過就要等105年。
2003年5月7日的水星淩日。淩始在13時13分，水星剛好接觸日麵；淩甚在15時51分，水星與日麵中心相距最近，淩終在18時30分，水星恰好脫離日麵。全程曆時5小時17分鍾。這天，廣州日落為18時57分。所以，廣州可觀測到水星淩日的全過程。下次水星淩日將出現在2006年11月9日。
2006年11月8日左右水星將會穿越內合，內合是指水星位於太陽和地球之間的一個點。通常情況下，我們在內合期間看不到這顆距離陽最近的行星。但這一次，水星穿越將會產生令人驚歎的天文現象：當水星的輪廓緩緩移過太陽盤麵時，我們用小型望遠鏡便能看到此次天文奇觀。天文學家將這種天文事件稱為是“淩日”。業餘天文愛好者在觀看這一天文奇觀時，切記使用適當的濾光鏡，避免眼睛被日光灼傷。
淩日是相當罕見的天文奇觀。我們從地球上隻能看到金星和水星淩日。這是水星在21世紀第二次上演淩日奇觀。本世紀水星將14次穿越太陽盤麵。從北美西海岸(包括阿拉斯加州中部和南部)、夏威夷、新西蘭到澳大利亞東海岸，都可以清楚地看到此次水星淩日全過程。澳大利亞和新西蘭的天文愛好者可以在11月9日清晨看到這一奇觀。
在美國，從愛達荷州北部到德克薩斯州最西端沿線以東地區的居民能看到水星淩日的開始階段，但在水星移出太陽盤麵前，日落將幹擾他們觀看淩日的視線。水星的小盤麵將於美國東部時間下午2時12分(太平洋時間上午11時12分)開始向太陽盤麵移動，兩分鍾後將完全遮住太陽盤麵。屆時，我們將會看到水星化作一個小黑點，在太陽左下方緩緩移動，黑點相當於太陽直徑的1/194。隨後，水星便會到達太陽盤麵的右側(西邊)。接著，從太平洋標準時間下午4時零8分開始，水星將會用時兩分鍾完全移出太陽盤麵。在淩日結束前太陽落山的東部地區，最佳觀測地點應該是正西方以南地平線偏低的地區。另外，切記提前一兩天檢查太陽落山地點，以避免樹木和建築屆時擋住視線。
水星繞太陽運行的周期為88天，但是由於水星和地球的公轉軌道存在一定的夾角，水星、太陽、地球很少會排列在一條直線上。因此這種水星淩日的天象每世紀隻會出現13次。
英國皇家天文學會成員皮特-邦德表示：“水星淩日的現象總共將持續5小時，隻要這五小時時間裏你所處的地方是白天，你就能夠看到這一天文奇觀。不過這段時間正是歐洲時間的夜晚。”本次水星淩日在歐洲、非洲以及中東等地區都無法看到。
4．說說暗物質暈
暗物質暈
暗物質暈環繞在星係外圍，如同太陽圈包圍著太陽一般，包圍著星係的暗物質。大多數的星係都受到這種與星係有著相同的中心，但散布在外圍卻是星係動力學中心的主宰。
星係自轉曲線是暗物質暈的證據：暗物質暈存在的證據來自於重力的作用——螺旋星係的自轉曲線。沒有大量的質量存在於延伸的暈內，星係的旋轉速率應該在離核心一段距離之後將隨著距離的增加而減少。然而，觀測螺旋星係，特別是電波觀測到來自中性氫原子（天文學上特有的說法是HⅠ）的發射譜線，顯示螺旋星係的自轉曲線遠在可見物質之外的距離上依然是平坦的（有著相同的速度）。缺乏任何可見物質可以解釋觀測的現象，暗示有看不見的物質，也就是暗物質。斷言這種暗物質不存在，無疑就是承認萬有引力（廣義相對論）是錯誤的，雖然這也是一種可能，但是多數的科學家在考慮到這之前，會要求許多確鑿的證據。
關於暗物質本質的理論：銀暈內暗物質的本質到現在仍未能確定，但最普遍被認同的理論是暗物質暈是一些數量眾多的低質量小天體，也就是所謂的重致密暈天體（MACHO），或是弱作用重粒子（WIMP）。銀暈似乎不太可能由大量的氣體和塵埃組成，因為這兩者都可以經由觀測被發現。對銀暈的觀測，在尋找微引力透鏡的事件上，顯示MACHO的數量仍不足以達到需求的質量。
銀河係的暗物質暈：暗物質暈是在銀河中心算起的100000至300000光年空間內最大的唯一結構，它也是銀河係最神秘的部分。目前相信銀河係95%的質量都是由暗物質組成的，除了經由重力的作用之外，它似乎與星係內的物質和能量沒有任何的交互作用。銀河係所有的暗物質似乎都存在於暗物質暈的位置，它是可見恒星、氣體和塵埃質量的10倍以上。明亮物質的總質量大約是900億太陽質量，暗物質暈的暗物質總質量大約是6000億至3兆太陽質量。
5．神奇的五星連珠
五星連珠也叫“五星聚”。我國古代用以表示水、金、火、木、土五行星同時出現在天空同一方的現象。這種現象不常發生，所以古人曾唯心的認為它是祥瑞。後人推廣到隻要五行星各居一宮相連不斷時就叫做“連珠”。
清代欽天監縮小其範圍，規定五行星的黃經相差小於45度時才叫“連珠”。五星連珠會對地球產生什麼影響？五大行星中，金星、火星、土星出現在西方的地平線上，木星則懸掛在和地平線呈30度角的天空上，而水星也正在逐漸靠攏。五大行星將按照水、金、火、木、土依次排列，由高到低連成一條線，古時稱為“五星連珠”。由於五顆星都是大行星，亮度較高，人們用肉眼就可以清晰地看到。
“五星連珠是不祥之兆”，對於這一民間傳言，天文學家認為純屬無稽之談。所謂“五星連珠”並非像糖葫蘆那樣排成一排，而是存在一定的角度。“五星連珠”發生時，不會對地球產生什麼影響。經測算，即使五大行星像拔河一樣產生合力，其對地球的引力也隻有月球引力的6000分之一，更何況它們不會排成一排。因此，災難之說不成立。
資料顯示，最近一次“行星連珠”發生在2000年5月20日。這是個漸近的過程，從5月5日就開始了。到5月20日這天，除天王星和海王星外，太陽係的其餘七大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、冥王星，散落參差，排列在一定的方向上。上一次“五星連珠”發生在1962年2月5日。兩次“行星連珠”天體現象都未給地球帶來地質、氣候等災難。美國科學家根據天文運動計算出，下一次“五星連珠”將在2040年9月9日北京時間中午12時出現。
6．美麗的星雲
1．布莫讓星雲
布莫讓星雲
距地球5000光年的布莫讓星雲，是在1979年由瑞典和美國天文學家利用架設在智利的巨大望遠鏡發現的，它在1980年取名為“布莫讓”，是因為它看上去像加長的變成彎形的“飛去來器”（布莫讓是英文飛去來器的音譯）。
自宇宙大爆炸以後的100多億年時間裏，太空已經成為高寒環境。太空的平均溫度為零下270.3℃，布莫讓星雲的溫度為零下272攝氏度，是目前所知自然界中最寒冷的地方，成為“宇宙冰盒子”。事實上，布莫讓星雲的溫度僅比絕對零度高1度多(零下273.15攝氏度)。絕對零度是自然界中溫度的下限，根據經典物理學，一旦達到這一臨界狀態，原子將停止運動。熱力學第三定律指出，絕對零度是不可能達到的。而且，越接近絕對零度，降溫的難度也越大。
那麼，布莫讓為何如此寒冷？我們知道，當一個密封罐子中的液體被迫噴出時，罐子中的溫度就會急遽降低。布莫讓星雲是一氣體和塵埃組成的雲團，雲團是從一顆正在死亡的恒星中以大於150千米/秒的速度噴濺出來的，這正是導致布布莫讓星雲急劇變冷的原因。專家推測，該星雲變冷的原因和家用冰箱工作原理相似，即由於氣體快速膨脹的結果。布莫讓星雲急速膨脹需要能量，而周圍沒有任何熱源，隻能消耗內能，所以內部溫度不斷下降，最終達到接近絕對零度的狀態。
布莫讓星雲的超低溫度是在自然條件下形成的。然而，它並不是宇宙中最寒冷的地方。美國桑地亞國家實驗室通過實驗，設法使溫度達到了－272.59℃。在這個溫度下，科學家使分子停止運動並將其準確相互碰撞的。根據物理學原理我們知道，如果想要分子停止運動，需要非常低的溫度。物理學家們在實驗中設法使溫度達到了零下272.59攝氏度，這是目前所知宇宙中的最低溫度。
2．暗星雲
暗星雲
恒星之間具有廣闊的空間。恒星際空間不是一無所有的真空，而是充滿了形形色色的物質。這些物質包括星際氣體、塵埃、粒子流、宇宙線和星際磁場等，統稱為恒星際物質。這些星際物質的分布是不均勻的。有的地方氣體和塵埃比較密集，形成各種各樣的雲霧狀天體。這些雲霧狀的天體就叫星雲。“星雲”這個名詞僅有200多年的曆史。起初把觀測到的彌散的雲霧狀天體統稱星雲。後來天文望遠鏡分辨率的提高，把這些星雲又分成星團、星係和星雲三種類型。銀河係中的氣體塵埃密集的雲霧天體，稱為星雲；銀河係以外，類似銀河係的天體係統，叫星係。銀河係中的星雲物質，就形態來說，可以分為彌漫星雲、行星狀星雲和超新星剩餘物質雲；就發光性質來說，可分為發射星雲、反射星雲和暗星雲。
暗星雲是銀河係中不發光的彌漫物質所形成的雲霧狀天體。和亮星雲一樣，他們的大小和形狀是多種多樣的。小的隻有太陽質量的百分之幾到千分之幾，是出現在一些亮星雲背景上的球狀體；大的有幾十到幾百個太陽的質量，有的甚至更大。它們內部的物質密度也相差懸殊。
赫歇爾父子於1784年首次注意到亮的銀河中有一些黑斑和暗條。開始他們以為這是銀河中某些沒有恒星的洞或者縫。後來的照相研究表明，這種現象是由於一些位於恒星前麵的不發光的彌漫物質造成的。
這種暗區在銀河係中很多，最明顯的是天鵝座的暗區，銀河被分割成為向南延伸的兩個分支。再如獵戶座著名的馬頭星雲和蛇夫座Ｓ狀暗星雲，也是不透明的暗星雲。在星雲較薄弱的部分仍可看到一些光度被減弱了的恒星，看起來這些區域的恒星密度顯得很稀疏。暗星雲和亮星雲並沒有本質上的不同，隻是暗星雲所含的塵埃比較大，有很多亮星雲實際上是一個更大的暗星雲的一部分。球狀體是一種小型且密度較大的球狀暗星雲，也叫做巴納德天體，隻能用大型望遠鏡才能觀測到。有人認為球狀體是一些正處在引力收縮階段的原恒星。
3．巫婆掃帚星雲
巫婆掃帚星雲
大約一萬年前，也就是在人類開始有曆史紀錄之前的某一天，夜空中突然出現一道亮光，並在數星期之後逐漸暗去。如今，我們知道這一道亮光是一顆恒星爆炸的結果，而且爆炸之後還殘留下五顏六色的擴散雲氣。當這些到處亂闖的氣體撞擊並激發周圍的氣體時，就會出現這些顏色。右麵的照片就是這個被稱為麵紗星雲的西端，它正式的名字是NGC6960，但是人們常叫它“巫婆掃帚星雲”。這個超新星爆炸的遺骸是位於天鵝座方向，1400光年的遠處。巫婆掃帚星雲橫跨1.5度的天區，大約是月亮視角的三倍。照片中央那一顆稱為天鵝座52的藍色亮星，在無光害的地方就可以用肉眼觀測到它，但是它與那次古老的超新星爆炸無關。
4．蟹狀星雲
蟹狀星雲
因為這個星雲的形狀有點像螃蟹被取名為蟹狀星雲。這個星雲是在1731年被英國的一位天文愛好者比維斯發現的。
根據中國曆史記載，在現在蟹狀星雲的那個位置上，曾經有過超新星爆發，那就是1054年7月出現的、特亮的金牛座“天關客星”。它爆發過程中拋射出來的氣體雲，就應該是現在看到的蟹狀星雲。1921年，美國科學家把兩批相隔12年的蟹狀星雲照片進行了仔細和反複的比較之後，確認星雲的橢圓形外殼仍在高速膨脹，速度達到每秒1300千米。1942年，荷蘭天文學家奧爾特以其令人信服的論證，確認蟹狀星雲就是1054年超新星爆發後形成的。
蟹狀星雲還是強紅外源、紫外源、X射線源和γ射線源。它的總輻射光度的量級比太陽強幾萬倍。1968年發現該星雲中的射電脈衝星，它的脈衝周期是0.0331秒，為已知脈衝星中周期最短的一個。目前已公認，脈衝星是快速自旋的中子星，有極強的磁性，是超新星爆發時形成的坍縮致密星。蟹狀星雲脈衝星的質量約為一個太陽質量，其發光氣體的質量也約達一個太陽質量，可見該星雲爆發前是質量比太陽大若幹倍的大天體。星雲距離約6300光年，星雲大小約12光年7光年。
公元1054年7月4日（宋仁宗至和元年五月二十六日）《宋史·天文誌》記載：“客星出天關東南可數寸，歲餘稍末”；《宋會要》中記載：“嘉佑元年三月，司天監言：‘客星沒，客去之兆也’。初，至和元年五月，晨出東方，守天關，晝見如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十三日”。這是關於一顆超新星的記載，它的殘骸，就是我們現在看到的蟹狀星雲。
1888年出版《星雲星團新總表》列為NGC1952，《梅西耶星團星雲表》中列第一，代號M1。蟹狀星雲的名稱是英國天文愛好者羅斯命名的。M1是最著名的超新星殘骸。這顆位於金牛座的超新星爆發當時估計其絕對星等達到了-6等，相當於滿月的亮度，它的實際光度比太陽高5億倍，在白天也能看到，給當時的人們留下了極深刻的印象。不僅如此，它的遺跡星雲至今的輻射也比太陽大，射電觀測發現它的輻射強度和波長之間的關係不能用黑體輻射定律解釋，要發射這樣強的無線輻射，它的溫度要在50萬度以上，對一個擴散的星雲來說，這是不可能的，前蘇聯天文學家什克洛夫斯基1953年提出，蟹狀星雲的輻射不是由於溫度升高產生的，而是由“同步加速輻射”的機製造成的。這個解釋已得到證實。蟹狀星雲中央脈衝星的發現，獲得了1974年的“諾貝爾物理獎”，它是1982年前發現的周期最短的脈衝星，隻有0.033秒，並且直到現在，能夠在所有電磁波段上觀察到脈衝現象的隻有它和另一顆很難觀測的脈衝星。這顆高速自旋的脈衝星證明了30年代對中子星的預言，肯定了一種恒星演化理論：超新星爆發時，氣體外殼被拋射出去，形成超新星遺跡，就象蟹狀星雲，而恒星核心卻迅速坍縮，由恒星質量決定它的歸宿是顆白矮星或是中子星或是黑洞。中子星內部沒有熱核反應，但它的能量卻又大的驚人，比太陽大幾十萬倍，這樣大的能量消耗，靠的是自轉速度的變慢，即動能的減少來補償，才能符合能量守恒定律。第一個被觀測到的自轉周期變長的中子星，恰好是M1中的中子星。總之，人類對蟹狀星雲的研究占了當代天文學研究的很大比重，也的確得到了相當比重的研究成果。