宇宙中，大質(zhì)量恒星的終結(jié)往往伴隨著超新星爆發(fā)的璀璨光芒，照亮整個(gè)星系，最終留下中子星或黑洞作為“遺骸”。然而，美國(guó)加州理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)卻捕捉到了一顆不走尋常路的恒星——M31-2014-DS1，它未經(jīng)歷超新星爆發(fā)，便悄然坍縮成了黑洞，為天文學(xué)界帶來(lái)了新的震撼。

這顆位于仙女座星系、距離地球256萬(wàn)光年的恒星，其“最后時(shí)光”被望遠(yuǎn)鏡詳細(xì)記錄。從2014年開始，它的紅外輻射突然異常增亮，仿佛在生命盡頭奮力掙扎；然而，僅僅兩年后的2016年，其亮度便急劇下跌，整個(gè)變暗過(guò)程不足一年，速度之快超乎常規(guī)恒星演化規(guī)律。到了2022-2023年，這顆恒星在可見光和近紅外波段幾乎消失無(wú)蹤，僅在中紅外波段留下微弱信號(hào)，亮度跌至原先的十分之一。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)比十余年的觀測(cè)數(shù)據(jù)和理論模擬，揭開了這顆恒星消失的奧秘：其核心發(fā)生了引力坍縮，直接形成了黑洞，連超新星爆發(fā)的環(huán)節(jié)都省略了。正常情況下，大質(zhì)量恒星耗盡核燃料后，核心會(huì)先坍縮成中子星，隨后爆發(fā)產(chǎn)生的激波將外層物質(zhì)拋射出去，形成超新星爆發(fā)。但如果激波力量不足，無(wú)法拋射外層物質(zhì)，這些物質(zhì)便會(huì)回落至中子星，使其“增重”后進(jìn)一步坍縮，最終形成黑洞。M31-2014-DS1的觀測(cè)數(shù)據(jù)，首次為這一理論提供了確鑿證據(jù)。

更有趣的是，恒星外層的對(duì)流運(yùn)動(dòng)在這場(chǎng)“無(wú)聲坍縮”中扮演了關(guān)鍵角色。核心坍縮后，外層的高溫氣體并未直接墜入黑洞，而是在對(duì)流作用下劇烈翻騰，阻擋了內(nèi)層物質(zhì)的“下墜”。內(nèi)層物質(zhì)只能繞著黑洞慢慢旋轉(zhuǎn)，逐漸被吸入。據(jù)估算，最終僅有約1%的恒星包層物質(zhì)掉進(jìn)了黑洞，其余物質(zhì)則在宇宙中慢慢耗散。

這一發(fā)現(xiàn)不僅揭示了恒星死亡的新方式，還讓天文學(xué)家重新審視了十年前的一個(gè)“宇宙疑案”。研究團(tuán)隊(duì)回顧了2009年發(fā)現(xiàn)的NGC 6946-BH1恒星，它也曾出現(xiàn)異常變亮后消失的特征，此前一直是個(gè)未解之謎。如今，結(jié)合M31-2014-DS1的研究，可以確認(rèn)它同樣直接坍縮成了黑洞。這意味著，這種“不爆炸直接成黑洞”的恒星，可能并非宇宙中的個(gè)例，而是一類此前被忽略的恒星死亡形式。據(jù)推測(cè)，或許有20%-30%的大質(zhì)量恒星會(huì)以這種方式終結(jié)生命。

這一發(fā)現(xiàn)之所以讓天文界沸騰，不僅因?yàn)樗?yàn)證并完善了大質(zhì)量恒星坍縮成黑洞的理論模型，還為解開黑洞起源的謎題提供了關(guān)鍵線索。此前，人類對(duì)黑洞的形成大多基于理論推測(cè)，而這次則是“全程觀測(cè)”，相當(dāng)于拿到了恒星變黑洞的“高清錄像”。更重要的是，新生黑洞周圍的塵埃碎屑會(huì)發(fā)出數(shù)十年的紅外輻射，為天文學(xué)家提供了長(zhǎng)期研究的機(jī)會(huì)。未來(lái)，借助韋布空間望遠(yuǎn)鏡等先進(jìn)設(shè)備，科學(xué)家可以對(duì)這類天體持續(xù)監(jiān)測(cè)，建立起恒星黑洞形成的“觀測(cè)基準(zhǔn)”。

在宇宙的浩瀚舞臺(tái)上，M31-2014-DS1的消失或許只是微不足道的一幕，但對(duì)人類來(lái)說(shuō)，卻是探索宇宙規(guī)律的一大步。它讓我們認(rèn)識(shí)到，宇宙的精彩遠(yuǎn)超出理論想象，恒星的死亡不止有“煙花綻放”，還有“悄然落幕”。隨著天文觀測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，或許未來(lái)還會(huì)發(fā)現(xiàn)更多宇宙的“小驚喜”，讓我們對(duì)恒星演化、黑洞形成的認(rèn)識(shí)更加深入。