一幅坍缩形成黑洞的恒星插图。黑洞位于中心，看不见。周围是一个远离黑洞的尘埃壳和被吸引的气体。图片来源：Keith Miller，加州理工/IPAC—SELab

天文学家观察到一颗即将死亡的恒星并未发生超新星爆炸，而是直接坍缩成黑洞。此次观测被认为是目前已知的最完整、最详尽的恒星转化为黑洞的观测记录，帮助科学家构建了这一过程的全面物理图像。

研究团队将最新观测与十余年的档案数据相结合，确认并细化了大质量恒星如何转变为黑洞的理论模型。他们发现，恒星在生命终结时未能爆发为超新星，而是核心坍缩成黑洞，并在此过程中缓慢地向外抛射混沌的外层物质。

这项发表在《科学》杂志上的研究已成为关注热点，为揭示黑洞神秘起源提供了珍贵视角。研究将帮助解释为何有些大质量恒星死亡后会成为黑洞，而另一些则不会。

史密斯基金会Flatiron研究所的副研究科学家Kishalay De（该研究的主要作者）表示：“这只是故事的开始。”

他指出，周围尘埃在新生黑洞周围发光，并将在像詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）等光敏度高的望远镜检测到数十年之久，因为它会非常缓慢地衰减。这样的观测可能成为理解宇宙中恒星黑洞形成的基准。

位置：M31‑2014‑DS1位于邻近的仙女座星系，距地球约250万光年。

数据来源：研究者利用NASA的NEOWISE项目以及多台地面和空间望远镜对2005–2023年的数据进行分析。

亮度演变：该恒星在2014年开始在红外波段变亮；2016年则在不到一年的时间内骤然变暗，光度降至原来水平的极低值。2022–2023年的观测显示，恒星在可见光与近红外波段几乎消失，仅剩十分之一的光度；其残余体现在中红外波段仅有十分之一的亮度。

De形容M31‑2014‑DS1曾是仙女座最亮的星之一，而现在几乎消失得无影无踪。他比喻若赤色巨星贝塔·猎户座（Betelgeuse）突然消失，公众会大惊小怪，而M31‑2014‑DS1的消失同样震撼人心。

将观测结果与理论预测对照，研究者得出结论：恒星光度骤减到原来光度的极低比例，强烈暗示其核心坍缩并形成了黑洞。

恒星在核心中融合氢为氦，产生的向外压力抵消引力。

当核心燃料耗尽后，引力开始占上风，恒星开始坍缩。

先形成致密中子星，随后产生的中微子冲击波若足够强，能将大部分外层抛射出去，形成超新星。

若冲击波不足，星体大部分物质会回落到中子星，最终形成黑洞。

观测与分析M31‑2014‑DS1使团队能够重新解读类似恒星NGC 6946‑BH1的观测，取得重要突破：对流在恒星外层物质的命运中起关键作用。

对流是因恒星内部温差巨大所致：核心极热，外层相对寒冷，导致气体从热区向冷区运动。

当核心坍缩时，外层仍因对流保持高速运动。

Flatiron研究所的理论模型显示，这阻止大部分外层直接落入黑洞；相反，最内层在黑洞外形成轨道，并驱动更外层对流区域的物质被抛射。

抛射的物质在远离热源后冷却，原子与分子结合形成尘埃。尘埃遮蔽热气体，同时被加热，在红外波段发光，形成长时间的红光余辉，甚至在恒星消失后数十年仍可观测。

共同作者Andrea Antoni进一步说明，先前已开发对流模型的理论预测得到了M31‑2014‑DS1的强有力观测支持。

物质落入的速率远慢于直接坍缩。

对流物质具有角动量，围绕黑洞形成圆盘式轨道。

由于旋转，物质不是在数月或一年内落入，而是需要数十年。

这使得恒星亮度衰减延迟，并产生更明亮的观测信号。

与浴缸水从水槽口直接流下不同，新生黑洞周围的气体在慢慢被拉入的同时，仍保持着混乱轨道运动。

对流产生的阻滞使得整颗恒星并未直接坍缩入黑洞。研究人员提出，即使核心迅速坍缩，部分被抛射的物质会在数十年间慢慢回落。

研究人员估计，原始恒星包层中只有约1% 的气体落入黑洞，供今日观测到的光亮。

在对M31‑2014‑DS1的观测过程中，De及其团队重新评估了十年前分类的类似恒星NGC 6946‑BH1。新论文提供了令人信服的证据，说明该星也遵循相同模式。

M31‑2014‑DS1曾被视为“怪胎”，但现在看来它只是这一类对象中的一员。

De表示，“正是这些个体的发现，让我们开始拼凑出整体的图景。”

这项研究通过对一颗在仙女座星系死亡的恒星的全面观测，首次完整记录了从大质量恒星到黑洞的演化过程，阐明了对流在外层物质抛射与落入黑洞中的关键作用，并为解释为何某些大质量恒星会以黑洞形式结束生命提供了重要理论与观测依据。

勇编撰自论文"Disappearance of a massive star in the Andromeda Galaxy due to formation of a black hole".Science.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。