大质量恒星的质量约为太阳的八倍，在其生命结束时会爆炸为超新星。这些爆炸留下的黑洞或中子星的能量如此之大，以至于其亮度可以在数月内超过其宿主星系。然而，天文学家似乎发现了一颗大质量恒星跳过了爆炸，直接变成了黑洞。

恒星在核聚变的向外力和向内的引力之间保持平衡。当一颗大质量恒星进入演化的最后阶段时，它开始耗尽氢，其聚变也会减弱。聚变产生的向外的力已经无法抵消恒星强大的引力，恒星就会自行塌缩。结果是超新星爆炸，这是一场毁灭恒星并留下黑洞或中子星的灾难性事件。

然而，有时这些恒星似乎并没有像超新星一样爆炸，而是直接变成黑洞。

新的研究揭示了仙女座星系（M31）中一颗巨大的贫氢超巨星如何爆炸为超新星。这项研究的标题是“大质量恒星的消失标志着 M31 黑洞的诞生”。主要作者是麻省理工学院卡维利天体物理和空间研究所的博士后学者 Kishalay De。

这种类型的超新星称为核心塌缩超新星，也称为II型超新星。它们相对罕见，在银河系中大约每 100 年出现一次。科学家对超新星感兴趣，因为它们产生许多重元素，并且它们的冲击波可以触发恒星形成。它们还产生可以到达地球的宇宙射线。

这项新研究表明，我们对超新星的理解可能并不像我们想象的那么好。

这颗恒星被命名为M31-2014-DS1。 2014年，天文学家注意到它在中红外（MIR）波段变亮。它的亮度在一千天内保持恒定。然后，从2016年到2019年又一千天里，它急剧褪色。它是一颗变星，但这并不能解释这些波动。 2023年，它在深光学和近红外（NIR）成像观测中未被发现。

研究人员表示，这颗恒星诞生时的初始质量约为20个恒星质量，达到核燃烧的最后阶段时质量约为6.7个恒星质量。他们的观察表明，这颗恒星被最近喷射的尘埃壳包围，这与超新星爆炸一致，但没有证据表明这是一次光爆发。

作者写道：“在大规模演化恒星不断变化的景观中，M31-2014-DS1 的急剧且持续的衰退是罕见的。” “M31-2014-DS1 亮度的突然下降表明核燃烧的停止，以及随后的冲击无法克服坠落的物质”超新星爆炸的威力如此之大，以至于完全压倒了坠落的物质。

作者解释道：“由于没有证据表明在如此近距离的范围内发生了发光爆发，因此对 M31-2014-DS1 的观测表明，这是导致恒星核心塌缩的‘失败’超新星的标志。”

即使恒星具有适当的质量，是什么阻止恒星爆炸成超新星呢？

超新星是复杂的事件。塌缩核心内部的密度非常高，电子被迫与质子结合，产生中子和中微子。这个过程称为中微子化，它会产生强大的中微子爆发，携带着恒星约 10% 的静止质量能量。这种爆发称为中微子激波。

中微子因其呈电中性且很少与常规物质相互作用而得名。每秒，大约有 4000 亿个来自太阳的中微子穿过地球上的每个人。但在致密的恒星核心中，中微子的密度非常大，以至于其中一些中微子将能量沉积到周围的恒星物质中。这会加热材料，产生冲击波。

中微子冲击波总是停滞不前，但有时也会复活。当生命诞生时，它会引起爆炸，使超新星的外层脱落。如果不复活，冲击波就会失效，恒星就会塌陷，形成黑洞。

在M31-2014-DS1中，中微子激波没有恢复。研究人员能够将恒星喷射的物质量限制在远低于超新星喷射的物质量。 “这些限制意味着大部分恒星物质（5个太阳质量）塌陷到核心，超过中子星（NS）的最大质量，形成黑洞。”大约 98% 的恒星质量塌陷，形成一个大约 6.5 A 太阳质量的黑洞。

M31-2014-DS1并不是天文学家发现的唯一一颗失败的超新星或失败的超新星候选者。它们很难被发现，因为它们的特征是未发生的事情，而不是正在发生的事情。超新星很难被发现，因为它非常明亮并且突然出现在天空中。古代天文学家记录了其中的几个。

2009年，天文学家发现了唯一一颗已确认失败的超新星。它是 NGC 6946（“烟花星系”）中的一颗超巨星。它被命名为N6946-BH1，质量约为太阳的25倍。从视野中消失后，只剩下微弱的红外光。 2009年，它的亮度增加到100万太阳光度，但到2015年，它已经消失在可见光中。

大型双筒望远镜的一项调查监测了附近 27 个星系，寻找失踪的大质量恒星。结果表明，20% 到 30% 的大质量恒星可能会以失败的超新星的形式结束生命。然而，M31-2014-DS1 和 N6946-BH1 是唯一确认的观察结果。

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