科学家发现一颗恒星突然不见了:可能未经超新星爆发直接变成黑洞

天文学家观测了十年的一颗巨大恒星现在似乎完全消失了,这颗恒星处于演化的最后阶段,在2001年至2011年期间闪闪发光,当时不同的天文研究团队定期观测它,以获取有关恒星如何终结生命的更多资讯,但在2019年观测的资料中,这颗恒星似乎完全消失了。研究人员检视了2011年和2016年的资料,希望找寻到恒星消失的线索,发现2011年之后这颗恒星就消失不见了。这颗巨大恒星在演化过程中,可能未经过超新星阶段,就塌陷成黑洞了。

爱尔兰都柏林圣三一大学的天体物理学家安德鲁·艾伦(Andrew Allan)说:「如果这是真的,这将是第一次发现巨大恒星以这类方式演化终结。」不过,要确认这颗恒星到底发生什么事情是一件困难的事,因为这一切过程都发生在7500万光年外的矮星系PHL293B中。在这样的距离下,如何分辨出一颗单独的恒星,目前尚未有这类技术。
但是,有一类被称为发着可被识别蓝光的变星,这些巨大恒星在演化阶段的末期,属于超巨型或特超巨型新星。它们非常明亮且不稳定,当它们发生爆发时,其亮度及光谱都会发生巨大变化。

艺术家对发光的蓝色变星想像图。(ESO/L. Calçada)
艺术家对发光的蓝色变星想像图。(ESO/L. Calçada)

早期科学家对矮星系观测中,都认为巨大恒星的亮度是太阳的2.5至350万倍。当研究团队在2019年8月利用四架欧洲南方天文台甚大望远镜观测PHL 293B时,发现巨大恒星的消失真的令人震惊。
近年来,出现证据表明恒星确实可能直接坍塌成黑洞,而无需经历超新星爆炸阶段。2017年,发表了一篇关于类似现象的论文,该现象发生在距离2200万光年的星系中,一颗红色的巨大恒星在消失之前突然变亮,这现象让天文学家认为,该恒星在坍缩之前经历了一次失败的超新星爆炸。

根据研究团队的观察,认为PHL 293B中的恒星在2001年至2011年之间处于爆炸状态,主要有两种可能性。
首先是,恒星略为变暗,是因为恒星将物质喷发时,被周围尘埃云垄罩。就如尘埃云可能(也可能不会)使银河系中红巨星(参宿四)略为变暗一般。这种情况下,恒星可能持续在爆发,但是在尘埃云遮蔽的情况下,我们却无看不到它。
2009年至2019年之间的近红外线观测结果排除了热尘埃云的影响,但是尚待确认其中红外线观测结果,是否可排除较冷尘埃云的影响,这种情况仍然有存在的可能性。
其次是,恒星在2011年后的某个时间突然的崩溃,而塌陷形成黑洞。如果恒星初始质量是太阳的85倍到120倍,刚好低于不稳定超新星范围。在该范围内,该恒星物质将被喷发而不是塌陷。

恒星经历未被发现的超新星阶段过程并非不可能,但是像kaboom这类的巨大恒星产生超新星爆炸后,其余辉将在天空中发光至少5年。
都柏林圣三一大学天体物理学家何塞·格罗(Jose Groh)说:「我们可能观测到宇宙中质量最大的恒星之一,且它正缓慢进入演化末期。」
依当前的观测资料是不可能确定本论述,只有在未来取得各波段的观测结果,才能揭开突然消失恒星的秘密。

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