超新星突然啞火：天文學家首次完整記錄恒星直接坍縮成黑洞

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這顆名為M31-2014-DS1的恒星位于250萬光年外。從2004年到2023年，NASA的NEOWISE項目及多臺地基與空間望遠鏡持續追蹤它的身影。

2014年前，它還是仙女座星系中最明亮的恒星之一。2014年起，它的紅外輻射開始異常增強。隨后變故陡生：2016年，它在短短一年內迅速暗淡，亮度驟降至原先的萬分之一。

到2022年，這顆恒星在可見光和近紅外波段已徹底消失。如今只能通過中紅外波段探測到微弱余輝，亮度僅剩原先的十分之一。

研究團隊負責人、西蒙斯基金會計算天體物理中心的Kishalay De形容："這就好比參宿四突然消失，所有人都會震驚不已。"

傳統理論認為，大質量恒星死亡時會引發劇烈的超新星爆發。核心燃料耗盡后，引力坍縮會形成中子星。通常中微子釋放會產生強大沖擊波，撕裂恒星外層。

但此次觀測顯示，這顆約25倍太陽質量的恒星并未爆炸。它的核心直接坍縮成黑洞。關鍵在于對流機制。恒星內部存在巨大溫差，熱氣體持續對流運動。 當核心突然坍縮，外層氣體仍保持高速對流狀態。

這種運動帶來的角動量阻止了物質直接墜入黑洞。氣體像浴缸排水口的漩渦般緩慢盤旋，需要數十年而非數月才會被吞噬。研究團隊估算，僅有約1%的恒星包層氣體最終落入黑洞。

被拋射的物質冷卻形成塵埃，遮擋了中心區域，卻在紅外波段產生持久的紅色余輝。這解釋了為何恒星消失后我們仍能探測到紅外輻射。

這次發現并非孤例。研究團隊重新分析了十年前發現的NGC 6946-BH1，發現它遵循相同模式。這兩例觀測證實了一類新的天體物理現象："失敗超新星"。

理論上，宇宙中約20%至30%的大質量恒星可能以這種方式終結。但此前人類僅發現零星線索，缺乏從恒星死亡到黑洞形成的連續光譜數據。M31-2014-DS1提供了跨度達18年的完整觀測鏈，為驗證恒星演化模型提供了黃金標準。

這顆黑洞周圍的塵埃殼將持續輻射紅外光數十年。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡未來幾十年的監測，有望繪制出黑洞誕生的標準樣本。

2024年初發射的愛因斯坦探針（EP）衛星配備"龍蝦眼"聚焦技術，對X射線暫現源極為敏感。它能捕捉黑洞形成瞬間吸積盤釋放的微弱X射線信號，補充紅外波段的觀測盲區。

高海拔宇宙線觀測站（LHAASO）雖主攻高能宇宙線，但其對伽馬暴的監測能力可約束恒星坍縮時的極端物理過程。未來發射的空間變源監視器（SVOM）將與法國合作，專門搜尋伽馬射線暴和恒星爆發事件。

這類設備對捕捉"失敗超新星"的早期信號至關重要。雖然此次發現依托美國主導的望遠鏡網絡，但中國正在建設的地面和空間監測體系，將為這類長周期暫現源研究貢獻東方視角。

這顆恒星的余輝將在紅外波段持續閃耀數十年。它不僅是黑洞誕生的活化石，更提醒我們：宇宙中最劇烈的死亡，有時竟如此安靜。而人類恰好站在這個250萬年前的歷史現場，目睹了一場無聲的黑色誕生。