超新星突然哑火：天文学家首次完整记录恒星直接坍缩成黑洞

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这颗名为M31-2014-DS1的恒星位于250万光年外。从2004年到2023年，NASA的NEOWISE项目及多台地基与空间望远镜持续追踪它的身影。

2014年前，它还是仙女座星系中最明亮的恒星之一。2014年起，它的红外辐射开始异常增强。随后变故陡生：2016年，它在短短一年内迅速暗淡，亮度骤降至原先的万分之一。

到2022年，这颗恒星在可见光和近红外波段已彻底消失。如今只能通过中红外波段探测到微弱余辉，亮度仅剩原先的十分之一。

研究团队负责人、西蒙斯基金会计算天体物理中心的Kishalay De形容："这就好比参宿四突然消失，所有人都会震惊不已。"

传统理论认为，大质量恒星死亡时会引发剧烈的超新星爆发。核心燃料耗尽后，引力坍缩会形成中子星。通常中微子释放会产生强大冲击波，撕裂恒星外层。

但此次观测显示，这颗约25倍太阳质量的恒星并未爆炸。它的核心直接坍缩成黑洞。关键在于对流机制。恒星内部存在巨大温差，热气体持续对流运动。 当核心突然坍缩，外层气体仍保持高速对流状态。

这种运动带来的角动量阻止了物质直接坠入黑洞。气体像浴缸排水口的漩涡般缓慢盘旋，需要数十年而非数月才会被吞噬。研究团队估算，仅有约1%的恒星包层气体最终落入黑洞。

被抛射的物质冷却形成尘埃，遮挡了中心区域，却在红外波段产生持久的红色余辉。这解释了为何恒星消失后我们仍能探测到红外辐射。

这次发现并非孤例。研究团队重新分析了十年前发现的NGC 6946-BH1，发现它遵循相同模式。这两例观测证实了一类新的天体物理现象："失败超新星"。

理论上，宇宙中约20%至30%的大质量恒星可能以这种方式终结。但此前人类仅发现零星线索，缺乏从恒星死亡到黑洞形成的连续光谱数据。M31-2014-DS1提供了跨度达18年的完整观测链，为验证恒星演化模型提供了黄金标准。

这颗黑洞周围的尘埃壳将持续辐射红外光数十年。詹姆斯·韦伯太空望远镜未来几十年的监测，有望绘制出黑洞诞生的标准样本。

2024年初发射的爱因斯坦探针（EP）卫星配备"龙虾眼"聚焦技术，对X射线暂现源极为敏感。它能捕捉黑洞形成瞬间吸积盘释放的微弱X射线信号，补充红外波段的观测盲区。

高海拔宇宙线观测站（LHAASO）虽主攻高能宇宙线，但其对伽马暴的监测能力可约束恒星坍缩时的极端物理过程。未来发射的空间变源监视器（SVOM）将与法国合作，专门搜寻伽马射线暴和恒星爆发事件。

这类设备对捕捉"失败超新星"的早期信号至关重要。虽然此次发现依托美国主导的望远镜网络，但中国正在建设的地面和空间监测体系，将为这类长周期暂现源研究贡献东方视角。

这颗恒星的余辉将在红外波段持续闪耀数十年。它不仅是黑洞诞生的活化石，更提醒我们：宇宙中最剧烈的死亡，有时竟如此安静。而人类恰好站在这个250万年前的历史现场，目睹了一场无声的黑色诞生。