


当一颗大质地恒星(出手质地≥10倍太阳质地)走到生命末期时,其中枢会塌缩并开释中微子。这些中微子会驱动一股激波插足外层,即恒星包层。
要是激波饱和强,恒星包层就会被抛射出去,从而产生可不雅测的超新星;但要是由中微子驱动的激波没能将恒星物资抛射出去,那么根据表面的瞻望:恒星物资的大部分王人会回落到正在坍缩的中枢上,酿成一个恒星质地黑洞,并导致这颗恒星从视线中散失。
在一项新发表于《科学》杂志的磋商中,一个天文体家团队发现一颗名为M31-2014-DS1的病笃恒星,在其生命至极未能以超新星的体式爆炸,而是坍缩成一个黑洞。磋商已矣提供了迄今最有劲的凭据之一,标明所谓的“失败超新星”大致酿成恒星质地黑洞。
从变亮到“散失”
M31-2014-DS1是一颗位于青娥星系中的“缺氢”超巨星,距离地球约250万光年。
磋商东说念主员在对这颗恒星的2005年至2023年间的不雅测数据进行分析之后发现,2014年,它在中红外波段出手变亮。随后在2017年到2022年间,它在光学波段的亮度降至原来的万分之一以下(从而变得不行探伤),而其总光度也降至先前的极端之一以下。
一颗恒星坍缩并酿成黑洞。黑洞位于中心,无法被径直看见;其周围是一层向外推广、隔离黑洞的尘埃壳,以及被黑洞向内牵引、正朝其落入的气体。(视频/Keith Miller,亚博体彩app Caltech/IPAC – SELab)
M31-2014-DS1曾是青娥星系中最亮堂的恒星之一,如今却统共看不见了。这就好比要是有一天参宿四一霎散失,那么统共东说念主王人会“疯掉”。
磋商东说念主员将这些不雅测与表面瞻望进行对比后得出论断:这颗恒星亮度的骤降,为其中枢坍缩并变成黑洞提供了强有劲的凭据。
被忽略的重要成分
对M31-2014-DS1的不雅测与分析,使磋商团队大致回过甚来重新解读一颗访佛恒星——NGC 6946-BH1——的不雅测已矣。由此,他们在相识一个重要问题上得到了不毛冲破:当恒星未能爆发成超新星、而是坍缩成黑洞之后,原来包裹着恒星的外层物资究竟阅历了什么变化。
他们指出,在此前的访佛磋商中,可能忽略了一个重要成分——对流。
对流是恒星里面弘大温差的副居品。围聚恒星中心的物资极其炎热,投注平台而外层区域则要冷得多。这种各异会导致恒星里面的气体从较热区域向较冷区域畅通。当恒星中枢坍缩时,由于这种对流作用,其外层气体仍在快速畅通。表面模子标明,这会抑止大部分外层物资径直回落进去;相悖,最内侧的物资会在黑洞外绕行,并驱动对流区域最外侧物资的抛射。
被抛出的物资在隔离黑洞周围的高温物资时会徐徐冷却。这些冷却后的物资在原子与分子鸠集时很容易酿成尘埃。尘埃会袒护绕黑洞运行的热气体,使尘埃被加热,并在红外波段产生可不雅测的增亮。这种挥之不去的红色余辉,在恒星自身散失后的几十年里仍然可见。
对流减缓回落
磋商东说念主员此前还是为这些对流模子拓荒了表面瞻望。借助来自M31-2014-DS1的不雅测凭据,他们觉得,吸积率——也即是物资回落的速度——比恒星径直向内塌陷时要慢得多。这些发生对流的物资具有角动量,因此会在黑洞周围酿成近似环绕的畅通。它不是在几个月或一年内回落,而是需要几十年。正因为这些原因,它会成为一个比其他情况下更亮堂的光源,而使得不雅测到的原始恒星的变暗出现了很长的蔓延。
就像水会在浴缸排水口周围旋转、而不是告成向卑鄙动相同,在这个新酿成的黑洞周围畅通的气体,即使被巩固向内拉拽,也仍会连续沿着其絮聒的轨说念运行。因此,由对流激发的千里降受阻,抑止了整颗恒星径直坍缩进这个重生黑洞之中。相悖,磋商东说念主员忽视:即使中枢马上向内塌陷之后,部分向外流出的物资也会在随后数十年间巩固回落。
磋商东说念主员臆想,原始恒星包层气体中唯一约1%会落入黑洞,为如今从黑洞发出的光提供能量。
完善黑洞降生图景
这项磋商通过将对M31-2014-DS1的最新不雅测与十余年的档案数据相鸠集,考证并完善了此类大质地恒星怎样演化成黑洞的表面模子。这一后果激发了庸碌的柔和,并有助于咱们更好地相识,为何有些大质地恒星在蚀本时会变成黑洞,而有些则不会。
{jz:field.toptypename/}#参考开始:
https://www.simonsfoundation.org/2026/02/12/caught-in-the-act-astronomers-watch-a-vanishing-star-turn-into-a-black-hole/
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt4853
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封面图&首图:Keith Miller, Caltech/IPAC – SELab