天文學(xué)領(lǐng)域迎來一項(xiàng)突破性發(fā)現(xiàn)：科學(xué)家首次完整記錄到大質(zhì)量恒星未經(jīng)歷超新星爆發(fā)，而是直接坍縮形成黑洞的完整過程。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知，為恒星演化末期的物理機(jī)制提供了全新視角。相關(guān)研究已發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》，標(biāo)志著人類對(duì)宇宙極端現(xiàn)象的理解邁入新階段。

研究團(tuán)隊(duì)聚焦于仙女座星系中一顆編號(hào)為M31-2014-DS1的恒星，其距離地球約250萬光年。通過整合美國(guó)國(guó)家航空航天局NEOWISE項(xiàng)目及多臺(tái)地面、空間望遠(yuǎn)鏡自2005年至2023年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，科研人員發(fā)現(xiàn)該恒星在2014年出現(xiàn)紅外輻射異常增強(qiáng)現(xiàn)象，兩年后亮度驟降，整個(gè)變暗過程不足一年。至2022-2023年，其在可見光與近紅外波段幾乎完全消失，僅在中紅外波段殘留微弱信號(hào)，亮度僅為原始狀態(tài)的萬分之一至十分之一。

對(duì)比理論模型與觀測(cè)數(shù)據(jù)后，研究團(tuán)隊(duì)確認(rèn)這一現(xiàn)象源于恒星核心的引力坍縮。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，大質(zhì)量恒星燃料耗盡后，核心會(huì)先形成中子星，并通過中微子爆發(fā)產(chǎn)生激波，引發(fā)超新星爆炸。但此次觀測(cè)顯示，當(dāng)激波未能有效拋射外層物質(zhì)時(shí)，回落物質(zhì)將迫使中子星進(jìn)一步坍縮，最終形成黑洞。這一過程此前僅存在于理論推測(cè)中，此次發(fā)現(xiàn)為其提供了首個(gè)直接證據(jù)。

進(jìn)一步分析表明，恒星外層的對(duì)流運(yùn)動(dòng)在此過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。核心坍縮后，外層高溫氣體通過對(duì)流持續(xù)劇烈運(yùn)動(dòng)，形成物質(zhì)墜入黑洞的屏障；內(nèi)層物質(zhì)則沿黑洞外圍緩慢旋轉(zhuǎn)，逐步被吞噬。據(jù)估算，僅有約1%的恒星包層物質(zhì)最終落入黑洞，其余物質(zhì)將在漫長(zhǎng)歲月中逐漸消散。這一發(fā)現(xiàn)修正了此前關(guān)于黑洞形成物質(zhì)吸積效率的認(rèn)知。

基于新發(fā)現(xiàn)的物理機(jī)制，研究團(tuán)隊(duì)重新評(píng)估了十年前觀測(cè)到的NGC 6946-BH1恒星。該天體曾因類似的光變特征引發(fā)關(guān)注，但當(dāng)時(shí)缺乏完整解釋。如今確認(rèn)其同樣屬于"直接坍縮為黑洞"的案例，表明這類現(xiàn)象可能代表著一類未被充分認(rèn)識(shí)的恒星死亡方式。目前，天文學(xué)家正計(jì)劃擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍，尋找更多類似天體，以完善恒星演化末期的理論框架。