天文學家目睹了一顆巨大的恆星消失在夜空中,取而代之的是一顆巨大的恆星。。
超巨星M31-2014-DS1 的質量是太陽的20 倍,距離鄰近的仙女座星系250 萬光年,它於2014 年變亮,然後從2016 年到2023 年變暗,最終變得無法被探測到。
通常,當這種類型的恆星坍縮時,該事件會伴隨著被稱為超新星的恆星爆炸帶來的光爆發。
但在這種情況下,並沒有發現這樣的光學爆發,天文學家認為這是被稱為「失敗的超新星」的恆星塌縮類型的第一個例子。他們於 10 月 18 日在預印本網站 arXiv,因此該研究尚未經過同行評審。
作者在研究中寫道:“M31-2014-DS1 劇烈而持續的衰落在大質量演化恆星的變化景觀中是罕見的。” 「由於缺乏任何證據證明在如此接近的地方發生過發光爆發,對 M31-2014-DS1 的觀測表明了『失敗』的 SN [超新星]的特徵,導致了恆星核心的塌縮。”
星星燃燒通過,將氫氣轉化為氦氣,並從他們火熱的心臟中釋放能量。當氫燃料供應不足時,這些熾熱的巨星會融合較重的元素,直到它們的核心被不活潑的鐵堵塞。這會導致聚變過程停滯,產生的向外力減少,導致恆星迅速向內塌縮。
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對於質量是太陽八倍或以上的恆星,外層會從鐵芯反彈,導致稱為超新星的巨大爆炸,並留下黑洞或稱為中子星的恆星外殼。
但並非所有坍縮的大質量恆星都會產生超新星。近年來,天文學家發現一些大質量恆星在向外噴射物質之前會變成黑洞——他們稱之為失敗的超新星。然而,在擁擠的光場中發現消失的針孔絕非易事,這意味著對這種現象的直接觀察非常罕見。
為了尋找失敗的超新星,這項新研究背後的天文學家仔細研究了近地天體廣域紅外線巡天探測器(NEOWISE)所獲得的數據,這是一架太空望遠鏡,可以掃描遙遠的宇宙中的星系和黑洞,並研究我們的天體自己的小行星和彗星的宇宙鄰居,十一月2024 年 1 月。
在發現 M31-2014-DS1 後,天文學家發現它在 2016 年至 2019 年期間變暗,2023 年的後續觀測表明它已經完全從視線中消失。
由於整個時期沒有超新星爆發的跡象,研究人員得出結論,該恆星大約 98% 的質量坍縮了,留下了一個質量約 6.5 個太陽質量的黑洞。
天文學家將 M31-2014-DS1 的死亡與失敗的超新星 N6946-BH1 的唯一另一個有力候選者進行了比較,N6946-BH1 發現於 2200 萬光年之外的星系 NGC 6946 中,或者說“」。
研究人員指出,他們計劃在不久的將來進行後續觀測,以發現這些候選黑洞的 X 射線發射,並確認它們是由失敗的超新星誕生的。