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天文学家追踪恒星三年红外辉光到黑洞诞生

12年前邂逅的“失踪星”——直径坍缩成黑洞的直接证据12年前,NASA的一架望远镜记录了仙女座星系中一颗巨大恒星的红外辐

12年前邂逅的“失踪星”——直径坍缩成黑洞的直接证据

12年前,NASA的一架望远镜记录了仙女座星系中一颗巨大恒星的红外辐射逐渐变亮。该星体在红外波段持续发光约三年,随后骤然消失,只留下一个尘埃壳层。虽然当时望远镜已经捕捉到这一现象,但科研人员要花费多年时间才真正注意到它。

图片来源:Pixabay

研究团队的解释

由哥伦比亚大学天文学教授Kishalay De领衔的一组研究人员对这一事件提出了解释:那是一颗恒星坍缩并诞生黑洞的过程——天文学家早已预言但缺乏令人信服的观测证据。该发现发表于2026年2月《Science》杂志。

“这可能是我一生中最惊人的发现。” De说。 “消失的星体在公开档案中早已存在,没人注意,直到我们挑出了它。”

该星体是一颗质量巨大、氢耗尽的超巨星,代号M31‑2014‑DS1,位于离地球约250万光年、最近的主要星系——仙女座星系。其寿命初期质量约为太阳的13倍;在死亡前,由于强劲的风失去了大部分质量,最终接近5倍太阳质量。

“这颗星的戏剧性、持续性衰变十分不寻常,暗示其没有经历超新星爆炸,直接坍缩成黑洞。” De补充道。

与传统观测的区别

传统观测认为,具有此类质量的恒星通常会以超新星形式爆炸。若不爆炸,意味着相同质量的星体在引力、气体压强与强冲击波等因素的复杂相互作用下,可能未能成功爆炸,而是直接坍缩成黑洞。

此类直坍缩意味着在星体生命终结时,内部核心未被正常的超新星爆炸推离,反而完全向内坍缩。

“2010年左右,在距离此星约10倍远的NGC 6946星系中也曾观察到类似现象。” 但那时目标更暗,数据质量不足,导致其性质长期争议。

进一步验证与意义

哈佛大学天文学讲师Morgan MacLeod(De的合著者)指出:“我们已知黑洞一定来自恒星。通过这两起新事件,我们正亲眼目睹这一过程,并在途中获得大量关于其机制的知识。”

自上世纪70年代以来,黑洞理论已存在半个多世纪。如今已知银河系内数十个黑洞,远距宇宙中通过引力波观测又发现数百个。尽管如此,科学家们仍缺乏关于哪些恒星能变成黑洞、以及其过程的统一共识。

此次发现提供了最直观的见解,表明此类星体坍缩可能比之前想象得更为普遍。

研究方法

团队通过分析NASA NEOWISE任务的档案数据,寻找符合1970年代预测的直坍缩事件:当恒星发生直坍缩时,因失去外层并被尘埃包裹,残留微弱红外辐射。

他们开展了迄今为止最大规模的可变红外源研究,跟踪银河系及邻近星系中每一颗星体,寻找此类事件,最终识别出M31‑2014‑DS1。进一步分析显示,该星恰好符合预测。

“与寻找超新星不同,后者因在几周内照亮整个星系而易于发现,寻找单个不产生爆炸而消失的恒星极其困难。” De指出。

“震惊的是,一颗巨大的恒星在没有爆炸的情况下基本消失(并死亡),而人们却忽略了超过五年。” De补充。 “这对我们对宇宙中巨大恒星死亡总量的理解产生了深远影响,表明此类事件可能悄无声息地发生并被忽视。”

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。