250萬(wàn)光年外一顆恒星悄然消失,，被一個(gè)黑洞取而代之,。

宇宙中的恒星都會(huì)以其獨(dú)特的方式演繹著生命的輪回。通常,，當(dāng)一顆恒星的質(zhì)量達(dá)到太陽(yáng)的八倍以上時(shí),，它將在生命的盡頭以超新星爆發(fā)的方式，壯烈地結(jié)束自己的旅程,。

超新星爆發(fā)的過(guò)程非常劇烈,，發(fā)出的光可以照亮其所在的整個(gè)星系，并持續(xù)幾個(gè)月之久,。然而,，天文學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)了一顆恒星，跳過(guò)了超新星爆發(fā)的步驟,，直接坍縮成了一個(gè)黑洞,。

這張圖展示了一顆失敗的超新星在沒(méi)有爆炸的情況下直接變成黑洞

悄然消失的恒星

這顆不走尋常路的恒星名為M31-2014-DS1，位于250萬(wàn)光年之遙的仙女座星系中,。

2014年,，恒星M31-2014-DS1被天文學(xué)家們注意到，它在中紅外波段開(kāi)始變亮,。在接下來(lái)的1000天里,，它的亮度保持穩(wěn)定。但隨后,，在2016年至2019年的另一個(gè)1000天里,，它的亮度急劇下降。

到了2023年,，它徹底從望遠(yuǎn)鏡的視野中消失,，光學(xué)和近紅外成像均無(wú)法找到它的身影。

研究人員認(rèn)為,，這顆恒星在誕生時(shí)質(zhì)量大約是太陽(yáng)的20倍,，但在生命的最后階段,，僅剩下約6.7個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量。觀測(cè)還表明,，M31-2014-DS1正被一個(gè)新近才拋射出的塵埃殼所包圍,，這符合超新星爆炸的特征，但沒(méi)有證據(jù)表明發(fā)生了光學(xué)爆發(fā),。

研究人員相信,，他們可能目睹了一次“失敗超新星”的恒星坍縮現(xiàn)象。

250萬(wàn)光年外的仙女座星系

恒星的歸宿

恒星為何會(huì)經(jīng)歷這樣的命運(yùn)呢,？這要從恒星的燃燒機(jī)制說(shuō)起,。

恒星通過(guò)核聚變反應(yīng)將氫轉(zhuǎn)化為氦，同時(shí)釋放出巨大的能量,。當(dāng)它們的氫燃料耗盡時(shí),，氦元素會(huì)繼續(xù)聚變成更重的元素，直到鐵元素,。

當(dāng)恒星的核心充滿(mǎn)無(wú)法反應(yīng)的鐵元素時(shí),，核聚變反應(yīng)無(wú)法繼續(xù)，恒星內(nèi)無(wú)法繼續(xù)產(chǎn)生足夠的能量對(duì)抗其外層物質(zhì)的引力,，導(dǎo)致恒星開(kāi)始向內(nèi)坍縮,。

在大多數(shù)情況下，這種坍縮會(huì)觸發(fā)一場(chǎng)劇烈的超新星爆發(fā),，釋放出巨大的能量,，并可能留下一個(gè)中子星或黑洞。然而,，在某些情況下,，它可能無(wú)法觸發(fā)超新星爆發(fā)，而是直接塌縮成一個(gè)黑洞,，這就是所謂的“失敗超新星”,，恒星M31-2014-DS1就是如此。

M31-2014-DS1的消失提供了一個(gè)難得的機(jī)會(huì),，讓科學(xué)家得以窺探這種罕見(jiàn)的現(xiàn)象,。目前相關(guān)研究的論文已經(jīng)于10月18日發(fā)表在arXiv“預(yù)印本”網(wǎng)站,。

不唯一的“失敗”超新星

“失敗”或疑似“失敗”的超新星通常難以被發(fā)現(xiàn),，這是因?yàn)樗鼈兦娜浑[秘蹤跡,，似乎什么也沒(méi)有發(fā)生,。而超新星則不同,，其亮度極高并突然出現(xiàn)在天空中,，因此很難錯(cuò)過(guò),，古代天文學(xué)家就記錄下了多起超新星事件,。

NGC 6946星系（也被稱(chēng)為“煙花星系”）

不過(guò),，M31-2014-DS1并不是天文學(xué)家們唯一發(fā)現(xiàn)的此類(lèi)天體。

2009年,，天文學(xué)家們?cè)l(fā)現(xiàn)另一顆被確認(rèn)的“失敗”超新星,。它是一顆位于NGC 6946星系（也被稱(chēng)為“煙花星系”）中的超紅巨星,，被命名為N6946-BH1，質(zhì)量約相當(dāng)于25個(gè)太陽(yáng),。在消失后,，它只留下了微弱的紅外發(fā)光,。它的亮度在2009年一度劇增到100萬(wàn)倍太陽(yáng)亮度,，但到了2015年,，通過(guò)光學(xué)觀測(cè)已經(jīng)無(wú)法看到它,。

科學(xué)家曾使用LBT大型雙筒望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)了27個(gè)臨近星系,，尋找其中悄然消失的大質(zhì)量恒星,。結(jié)果表明,，有20%至30%的大質(zhì)量恒星可能會(huì)以“失敗”的超新星方式終結(jié),。然而,，M31-2014-DS1和N6946-BH1是目前為數(shù)不多被確認(rèn)的觀測(cè)結(jié)果,。