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天文學家首次發現巨大恒星直接塌縮成黑洞
天文學家首次發現巨大恒星直接塌縮成黑洞天文學家首次發現巨大恒星直接塌縮成黑洞
天文學家發現，壹顆巨大恒星在沒有發生超新星爆炸的情況下消失了，然後直接塌縮成黑洞。這項發現對於了解巨星在死亡後形成黑洞的不同方式至關重要。
美國哥倫比亞大學（Columbia University）在2月12日發布的新聞稿中指出，這顆被命名為M31-2014-DS1的恒星位於銀河系的鄰近星系仙女座星系（Andromeda Galaxy）中，距離地球約250萬光年。
美國國家航空航天局（NASA）的望遠鏡在2014年觀測到這顆恒星發出的紅外線光逐漸增強。在大約3年後，它的亮度急劇下降，直至消失，只留下壹層塵埃殼。但天文學家直到幾年後才注意到它。
現在，由該校天文學教授德（Kishalay De）領導的研究團隊對他們所看到的這些現象做出了解釋——那是壹顆恒星塌縮並形成了壹個黑洞。天文學家幾拾年來壹直期待著這種事件，但壹直缺乏令人信服的觀測證據。
德說：“這可能是我壹生中最令人驚訝的發現。這顆恒星消失的證據就隱藏在公共檔案資料中，多年來壹直無人察覺，直到我們把它找出來。”
M31-2014-DS1似乎直接塌縮成黑洞，而沒有先爆炸成為超新星。人們長期以來認為，超新星爆炸是恒星變成黑洞的常見方式。
這顆恒星在剛形成時的質量約為太陽的13倍。在其死亡時，它的質量接近太陽的5倍。在其生命歷程中，它的大部分質量都經由強烈的星風流失了。
德說：“這顆恒星急劇且持續的黯淡非常不尋常，這表明超新星爆發並未發生，致使該恒星核心直接塌縮成黑洞。”
他表示，人們長期以來壹直認為這種質量的恒星都會以超新星的形式爆炸。但它沒有爆炸的這個事實表明，質量相同的恒星可能會爆炸，也可能不會，這也許是垂死恒星內部的引力、氣體壓力和強大的沖擊波以混亂的方式相互作用造成的。
他說，尋找超新星很容易，因為超新星會在幾周內照亮整個星系。但尋找那些沒有發生爆炸就消失的單顆恒星非常困難。
他提到，得知壹顆大質量恒星在沒有爆炸的情況下就消失並死亡，而且5年多來無人察覺，這令人震驚。
他說：“這確實影響了我們對宇宙中大質量恒星死亡事件的理解。它顯示這類事件可能正在悄悄地發生，而且很容易被忽視。”
恒星直接塌縮成黑洞的過程可能曾在2010年左右在NGC 6946星系中被觀測到，該星系與地球的距離大約是M31-2014-DS1的10倍。但因為NGC 6946星系的亮度比這顆恒星暗了100倍，而且缺乏高品質的觀測資料，因此其確切性質尚不清楚。
天文學家最早在50多年前提出黑洞的理論，迄今已知銀河系內存在數拾個黑洞，而通過重力波觀測，他們在遙遠的宇宙中偵測到了數百個黑洞源。
然而，天文學家對於哪些恒星會演變成黑洞以及這個過程的具體機制仍未達成共識。這項發現為此提供了最清晰的見解，並表明這種恒星塌縮現象的發生頻率可能比天文學家先前認為的還高。
上述研究成果於2月12日發表在《科學》（Science）期刊上。
藝術家繪制的恒星核心塌縮成黑洞的示意圖。(Keith Miller, Caltech/IPAC - SELab)
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美國哥倫比亞大學（Columbia University）在2月12日發布的新聞稿中指出，這顆被命名為M31-2014-DS1的恒星位於銀河系的鄰近星系仙女座星系（Andromeda Galaxy）中，距離地球約250萬光年。
美國國家航空航天局（NASA）的望遠鏡在2014年觀測到這顆恒星發出的紅外線光逐漸增強。在大約3年後，它的亮度急劇下降，直至消失，只留下壹層塵埃殼。但天文學家直到幾年後才注意到它。
現在，由該校天文學教授德（Kishalay De）領導的研究團隊對他們所看到的這些現象做出了解釋——那是壹顆恒星塌縮並形成了壹個黑洞。天文學家幾拾年來壹直期待著這種事件，但壹直缺乏令人信服的觀測證據。
德說：“這可能是我壹生中最令人驚訝的發現。這顆恒星消失的證據就隱藏在公共檔案資料中，多年來壹直無人察覺，直到我們把它找出來。”
M31-2014-DS1似乎直接塌縮成黑洞，而沒有先爆炸成為超新星。人們長期以來認為，超新星爆炸是恒星變成黑洞的常見方式。
這顆恒星在剛形成時的質量約為太陽的13倍。在其死亡時，它的質量接近太陽的5倍。在其生命歷程中，它的大部分質量都經由強烈的星風流失了。
德說：“這顆恒星急劇且持續的黯淡非常不尋常，這表明超新星爆發並未發生，致使該恒星核心直接塌縮成黑洞。”
他表示，人們長期以來壹直認為這種質量的恒星都會以超新星的形式爆炸。但它沒有爆炸的這個事實表明，質量相同的恒星可能會爆炸，也可能不會，這也許是垂死恒星內部的引力、氣體壓力和強大的沖擊波以混亂的方式相互作用造成的。
他說，尋找超新星很容易，因為超新星會在幾周內照亮整個星系。但尋找那些沒有發生爆炸就消失的單顆恒星非常困難。
他提到，得知壹顆大質量恒星在沒有爆炸的情況下就消失並死亡，而且5年多來無人察覺，這令人震驚。
他說：“這確實影響了我們對宇宙中大質量恒星死亡事件的理解。它顯示這類事件可能正在悄悄地發生，而且很容易被忽視。”
恒星直接塌縮成黑洞的過程可能曾在2010年左右在NGC 6946星系中被觀測到，該星系與地球的距離大約是M31-2014-DS1的10倍。但因為NGC 6946星系的亮度比這顆恒星暗了100倍，而且缺乏高品質的觀測資料，因此其確切性質尚不清楚。
天文學家最早在50多年前提出黑洞的理論，迄今已知銀河系內存在數拾個黑洞，而通過重力波觀測，他們在遙遠的宇宙中偵測到了數百個黑洞源。
然而，天文學家對於哪些恒星會演變成黑洞以及這個過程的具體機制仍未達成共識。這項發現為此提供了最清晰的見解，並表明這種恒星塌縮現象的發生頻率可能比天文學家先前認為的還高。
上述研究成果於2月12日發表在《科學》（Science）期刊上。
藝術家繪制的恒星核心塌縮成黑洞的示意圖。(Keith Miller, Caltech/IPAC - SELab)
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