天文學家可能目睹了我們鄰近星系中一個全新黑洞的誕生，這提供了迄今為止最清晰的視角之一，展示了一些恆星如何在沒有通常爆炸的煙火的情況下悄然塌陷到這些宇宙深淵中。
在搜尋 NASA NEOWISE 任務的檔案資料時，由哥倫比亞大學天文學家 Kishalay De 領導的團隊發現，最亮的恆星之一 仙女座星系 它在十多年前神秘地變亮，然後急劇變暗，然後從視野中消失。這顆恆星名為 M31-2014-DS1，距離地球約 250 萬光年。 地球 重量僅為我們質量的 13 倍 太陽 根據德和同事的研究，依照黑洞形成的典型標準，相對較輕。
他補充道，如果這一發現成立，“那麼這確實意味著那裡的黑洞比我們迄今為止預測的要多得多。”
在消失之前，這顆恆星的亮度大約是太陽的 10 萬倍。 De 比較了它的重要性 參宿四一顆經過充分研究的紅超巨星，標誌著獵戶座的右肩。
德說，如果參宿四從天空中消失幾年，“這對地球上的我們來說確實令人震驚和不安，因為獵戶座突然看起來就不再像原來那樣了。”
De 和他的團隊首先在 NEOWISE 任務的數據中註意到 M31-2014-DS1 的奇怪行為。該團隊的新論文報告稱，2014 年左右，這顆恆星發出紅外光閃爍，然後在 2016 年開始顯著變暗，到 2023 年它實際上已經消失了——變暗到原始亮度的大約萬分之一。
德說他正坐在電腦前 凱克天文台 2023 年，他在夏威夷收集了對這顆恆星的後續觀察結果，當時他發現有些事情不合常理。
「我記得我們將望遠鏡對準這顆恆星的那一刻 – 只是那顆恆星根本不在那裡，」他回憶道。額外的觀察來自 哈伯太空望遠鏡 和其他地面天文台證實這顆恆星確實消失了。德說：“那就是時候了。” “如此明亮、如此巨大的恆星不會偶然消失在黑暗中。”
根據一個主要理論，當大質量恆星耗盡核燃料時，黑洞就會形成，引發爆炸性超新星，將恆星的外層炸入太空，留下中子密集的恆星或黑洞。然而，M31-2014-DS1 似乎在沒有任何此類煙火的情況下形成了一個黑洞。
「十年前，如果有人說一顆 13 個太陽質量的恆星會變成黑洞，沒有人會相信，」德說。 “這完全超出了人們所認為的常態。”
De 和他的同事懷疑 M31-2014-DS1 的小而密集的核心在數小時內坍縮成黑洞。天文學家仍然能看到的不是恆星本身，而是新生黑洞周圍旋轉的塵埃和殘餘氣體產生的微弱紅外光。
德說，這種物質移動得太快，無法直線下落，而是形成一個旋轉的圓盤，隨著時間的推移慢慢地為黑洞提供食物——就像水在浴缸排水管周圍旋轉，然後最終滑走一樣。在接下來的幾十年裡，隨著大部分剩餘碎片向內盤旋並消失，紅外線訊號預計將穩定減弱。
由於仙女座星系在宇宙中相對較近，因此強大的天文台（例如 詹姆斯韋伯太空望遠鏡 （JWST），德說。但是透過直接對黑洞本身進行成像——如何 事件視界望遠鏡 已經製造出了更大的黑洞——在這種情況下是不可能的，至少在目前的技術下，考慮到物體的尺寸很小。
去年，該團隊從 JWST 收集了更多數據，根據 JWST 強大的紅外線視覺顯示，黑洞仍然被嚴重包裹在恆星的外部物質中。 預印本 1 月 9 日發佈到 arXiv。
為了進一步檢驗他們的結論，研究人員也使用了 NASA 的 錢德拉X射線天文台 尋找黑洞附近熱氣體預期的高能量輻射。德說，沒有偵測到 X 射線，但這是預料之中的，因為周圍的氣體目前密度太大，無法讓輻射逃逸到太空。
隨著時間的推移，隨著越來越多的物質落入其中，環境逐漸變得清晰，德預計望遠鏡最終將探測到「來自現在存在的混亂之中」的X射線，從而有可能更直接地揭示黑洞。
研究人員表示，這些發現也為偵測類似事件提供了新的藍圖。天文學家不必仔細監測附近星系中的數十億顆恆星，看看哪些恆星突然消失，而是可以尋找短暫的紅外線爆發——恆星即將經歷像 M31-2014-DS1 這樣的安靜塌縮的潛在警告信號。
德說：“這基本上是我們能看到的最接近一顆大質量恆星死亡的情況了。” “最後，我認為它通過不爆炸教會了我們更多關於恆星物理學的知識。”
一項關於這顆恆星的研究報告在 紙 週四（2 月 12 日）發表在《科學》雜誌上。
