陜西
據(jù)2026年2月發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的論文證實(shí)，人類首次通過(guò)天文觀測(cè)看到一顆恒星突然消失、直接坍縮為一顆黑洞的過(guò)程！
這一研究成果解釋了“為何有些大質(zhì)量恒星不爆炸、直接變黑洞”，改寫了關(guān)于恒星演化和黑洞起源的認(rèn)知，表明大質(zhì)量恒星并不一定要經(jīng)過(guò)超新星爆發(fā)才會(huì)形成黑洞，而是有一定幾率跳過(guò)這一步，直接變?yōu)楹诙础?/p>
天文學(xué)家此前有記錄到疑似的案例，例如一顆距離我們2200萬(wàn)光年，約25倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星NGC 6946-BH1，在2015年突然變暗、2017年完全消失，天文學(xué)家推測(cè)其可能直接演變成了黑洞。不過(guò)由于沒(méi)有通過(guò)天文觀測(cè)記錄到該恒星完整的消失過(guò)程，無(wú)法排除塵埃遮擋、雙星合并等其它解釋，所以這一推測(cè)未被證實(shí)。
現(xiàn)在天文學(xué)家終于有了新的證據(jù)！這一首次被天文觀測(cè)證實(shí)，跳過(guò)超新星爆發(fā)直接演變成黑洞的恒星編號(hào)為M31-2014-DS1。它位于仙女座星系內(nèi)，距離地球大約250萬(wàn)光年，約20倍太陽(yáng)質(zhì)量。
為了研究它，天文學(xué)家進(jìn)行了持續(xù)10多年的觀測(cè)。2005年對(duì)其進(jìn)行首次觀測(cè)，2014年發(fā)現(xiàn)其紅外輻射異常增亮，這暗示其可能進(jìn)入了生命末期，2016年發(fā)現(xiàn)其亮度斷崖式暴跌，2023年發(fā)現(xiàn)其在可見光和近紅外波段完全消失，僅中紅外波段殘留微弱信號(hào)。
期間，天文學(xué)家通過(guò)多臺(tái)望遠(yuǎn)鏡從多個(gè)波段對(duì)這一過(guò)程進(jìn)行了記錄，證實(shí)其突然消失的過(guò)程中沒(méi)有任何超新星爆發(fā)的跡象，并且還通過(guò)完整的光變曲線排除了其它可能性。這些完整的證據(jù)鏈證實(shí)，該恒星激波失敗，未能發(fā)生超新星爆發(fā)，而直接坍縮成為了黑洞。
因此，M31-2014-DS1成為了人類首個(gè)通過(guò)連續(xù)觀測(cè)、確鑿證據(jù)證實(shí)由恒星直接坍縮為黑洞的案例，直接證實(shí)了“恒星直接變黑洞”的理論預(yù)言。
通常情況下，當(dāng)這種大質(zhì)量恒星內(nèi)部的核聚變過(guò)程抵達(dá)終點(diǎn)、燃料耗盡后，內(nèi)部輻射壓和自身引力的動(dòng)態(tài)平衡便會(huì)被徹底打破，失去了輻射壓的支撐，這將導(dǎo)致恒星內(nèi)部的物質(zhì)向核心處坍縮。在這種劇烈的收縮過(guò)程中，高速向內(nèi)的物質(zhì)最終還會(huì)猛然反彈，從而產(chǎn)生超強(qiáng)激波，然后將整個(gè)恒星外殼炸飛，形成猛烈爆炸，這便是超新星爆發(fā)。
這一過(guò)程往往會(huì)讓一顆恒星損失過(guò)半質(zhì)量，并將這些物質(zhì)高速拋向宇宙空間。這種極端過(guò)程會(huì)釋放出巨大的能量，使得該恒星的亮度在瞬間超過(guò)整個(gè)星系，并且這種遠(yuǎn)超恒星內(nèi)部的極端高溫、高壓環(huán)境，還會(huì)將部分輕元素聚變成金、鉑等重元素。
恒星究竟是坍縮成中子星還是黑洞，關(guān)鍵在于坍縮后的核心質(zhì)量是否能夠超過(guò)奧本海默極限（2~3倍的太陽(yáng)質(zhì)量）。一般來(lái)說(shuō)，初始質(zhì)量在20~25倍太陽(yáng)質(zhì)量以上的恒星，超新星爆發(fā)后余下的核心質(zhì)量便能超過(guò)奧本海默極限，最終形成黑洞。
而這種恒星跳過(guò)超新星爆發(fā)過(guò)程、直接坍縮為黑洞的案例，是因?yàn)榧げㄟ^(guò)程失敗，未能將恒星外殼炸飛，所以沒(méi)有產(chǎn)生超新星爆發(fā)。激波失敗后，外層物質(zhì)在引力作用下回落，內(nèi)核物質(zhì)受到極端壓迫而坍縮為黑洞，最終將整顆恒星完全吞噬，消失在我們的視野中。
黑洞是宇宙中一種極為神秘、引力場(chǎng)極為強(qiáng)大的天體，無(wú)法直接看見，卻幾乎能吞噬一切，連光也無(wú)法逃脫。太陽(yáng)也是一顆恒星，那么它未來(lái)會(huì)演變成可怕的黑洞嗎？
可以肯定，從現(xiàn)有理論來(lái)看，太陽(yáng)絕沒(méi)有演變成黑洞的可能。被銀河系中其它潛在暗處的黑洞吞噬掉，倒是有極小的可能性。
因?yàn)樘?yáng)屬于黃矮星，質(zhì)量在宇宙中處于中等水平，壽命大約100多億年。恒星的質(zhì)量不僅對(duì)其壽命起決定性作用，還決定了其進(jìn)入生命末期后的演化方向。像太陽(yáng)這種質(zhì)量大小的恒星，進(jìn)入生命末期后，雖然體積會(huì)膨脹并成為紅巨星，但并不會(huì)發(fā)生超新星爆發(fā)，而是會(huì)因?yàn)槟┢趧×液朔磻?yīng)所產(chǎn)生的輻射將外層物質(zhì)不斷吹向宇宙空間，最終化作行星狀星云。余下的核心質(zhì)量由于無(wú)法超過(guò)錢德拉塞卡極限，只會(huì)坍縮成白矮星，而不會(huì)變?yōu)橹凶有牵粫?huì)變?yōu)楹诙础?/p>
太陽(yáng)誕生至今估計(jì)已有46億年，從其生命周期來(lái)講，尚處壯年。其實(shí)，對(duì)于人類文明來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)的命運(yùn)還輪不到我們操心，因?yàn)槿祟惸鼙环Q為文明的階段不到1萬(wàn)年，能否再延續(xù)100萬(wàn)年都尚未可知，更何況是很多億年以后的事！
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