天文学家观测到恒星直接坍缩为黑洞及白矮星周边的神秘冲击波

一个国际天文学家团队近日提供了令人信服的证据，证明一颗大质量恒星在没有经历超新星爆炸的情况下，直接通过引力坍缩转变为黑洞。这一被命名为 M31-2014-DS1 的罕见天文事件发生在距离地球约 250 万光年的仙女座星系（Andromeda Galaxy）。相关研究综合了近二十年的观测数据，并于 2026 年 2 月 12 日正式发表在《科学》（Science）杂志上。

该研究由来自熨斗研究所（Flatiron Institute）和哥伦比亚大学的 Kishalay De 领衔，揭示了恒星“无声消亡”的奥秘，而这在以前仅存在于理论推测中。据估计，这颗红超巨星最初的质量约为太阳的 13 倍，但在其生命终点，由于强烈的恒星风抛射了大量物质，其质量已降至约 5 倍太阳质量。通过分析美国国家航空航天局（NASA）NEOWISE 任务的存档数据，以及哈勃空间望远镜和其他地面天文台的观测结果，研究人员捕捉到了关键的时间节点：2014 年前后红外辐射短暂增强，随后光度急剧下降。到 2022 年至 2023 年间，该天体的可见光亮度已跌至初始值的万分之一。

这项研究的核心结论是，恒星核心经历了彻底的坍缩，形成了一个被称为“失败的超新星”（failed supernova）的过程，并最终演化为黑洞。这一现象解释了为什么在观测中，由最重恒星产生的超新星数量远低于预期。研究还强调了对流在排出部分外部物质中的作用，这些物质冷却后形成的尘埃导致了长期的红外余辉。这一实证突破标志着人类对恒星演化末期的理解，已从单纯的计算机模拟跨越到了直接观测阶段。

在这一重大发现的同时，天文学家还记录了另一个涉及白矮星 RXJ0528+2838 的谜团，该天体距离地球约 730 光年。利用欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜（VLT）上的多单元光谱探测器（MUSE），科学家们在该天体周围捕捉到了令人震撼的冲击波图像。这一现象于 2026 年 1 月发表在《自然·天文学》（Nature Astronomy）杂志上，目前的物理模型尚无法对其给出完整解释。

这颗白矮星处于一个紧密的联星系统中，与其伴星（一颗类太阳恒星）相邻。出乎意料的是，该系统缺乏通常为物质喷流提供动力的吸积盘。观测到的弓形冲击波表明，这颗白矮星在至少 1000 年的时间里持续向外抛射物质，并与星际气体发生碰撞。尽管强磁场可能将物质直接引导至白矮星表面而绕过吸积盘，但观测到的喷发能量远超已测得的磁场强度，这暗示可能存在未知的物理机制在起作用。至此，天文界不仅直接证实了恒星死亡的一种特殊路径，还发现了一个需要重新审视无盘双星系统相互作用模型的全新现象。