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仙女座星系一颗恒星突M31-2014-DS1 Star Disappeared in Andromeda, Replaced by a Black Hole
2024-12-09 15:52:29 *
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作者 主題: 仙女座星系一颗恒星突M31-2014-DS1 Star Disappeared in Andromeda, Replaced by a Black Hole  (閱讀 335 次)
peter
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文章: 49395



« 於: 2024-11-10 19:19:03 »

 仙女座星系一颗恒星突然消失  M31-2014-DS1  Star Disappeared in Andromeda, Replaced by a Black Hole  https://www.universetoday.com/169204/a-star-disappeared-in-andromeda-replaced-by-a-black-hole/#more-169204

https://www.163.com/dy/article/JGKHHPBO05169CME.html


近日以麻省理工学院卡夫利天体物理学和空间研究所Kishalay De为首的一批学者,对M31星系(仙女座星系)内一颗大质量超巨星神秘消失的过程进行了研究。他们认为,这颗恒星实际上是未经历爆发,就悄然变成了黑洞。

研究人员注意到,这颗编号为M31-2014-DS1的恒星在2014年时曾被人在中红外波段上拍到,且相当明亮。其亮度相当稳定,维持了大约1000天。而从2016年开始直至2019年,它的亮度衰退得相当明显,且这种衰退无法用M31-2014-DS1的变星特性来解释。到了2023年,天文学家在可见光和近红外波段上都已经无法找到M31-2014-DS1的踪影。

研究人员表示,这颗恒星在诞生时的初始质量大约相当于20个太阳,而当它进入晚期核燃烧阶段时,质量只相当于大约6.7个太阳。观测结果显示,恒星周围存在一个新近才被抛出的尘埃壳,符合超新星爆发的行为特征,但却没有发现任何可见光爆发的证据。

M31-2014-DS1亮度衰退的显著性和持续性,在进入演化晚期的大质量恒星中是罕见的。其亮度的突然衰减暗示其内部的核燃烧发生了终结,且由外向内塌落的物质压制了由内向外产生的冲击波。而通常的超新星爆发产生的冲击波总是很强大,能够完全压制向内塌落的物质。换而言之,M31-2014-DS1是一颗失败的超新星。

那究竟是一种什么样的力量,能够阻止一颗超新星完成它的爆发,即使它的质量在理论上已经足够大呢?

超新星爆发是一种复杂的事件。其坍缩内核的密度之高可以用极端来形容:在那里,电子会被迫与质子结合在一起,形成中子,并释放出中微子。这一过程被称为中子化,它能导致强大的中微子爆发,其携带的能量相当于恒星剩余质量的10%,形成所谓的中微子冲击。

中微子是中性的,且很少与普通物质发生相互作用。每秒有大约4000亿个来自太阳的中微子穿越我们的身体。在致密的恒星内核,中微子的密度更是高得吓人——在那里,部分中微子会将它们的能量转移到周围的恒星物质中,使物质升温,进而产生冲击波。

中微子冲击时常会“失速”,但有时又能重新获得速度。如果它重新获得速度,就会引起爆发,将超新星的外层抛得老远;但是如果它没有重新获得速度,冲击波就会失能,导致恒星坍缩成黑洞。

研究人员认为,在M31-2014-DS1内部,中微子冲击没有能够重新获得速度。研究人员在估算了恒星的实际抛出物总量后发现,它远低于理论上超新星爆发应当抛出的物质总量。这表明大部分恒星物质(大约相当于5个太阳的质量)向内塌落到了它的内核上,而这超出了中子星的质量上限。最终恒星以其98%的总质量,坍缩成了一个质量大约相当于6.5个太阳的黑洞。

M31-2014-DS1并非天文学家发现的唯一失败超新星候选者。失败的超新星非常难以研究,因为要识别它们,是要通过没有发生的事件,而不是发生了的事件。超新星很容易识别,因为它们极为明亮,且出现得非常突然。即便是古代天文学家也目击过不少。

除了M31-2014-DS1之外仅有的一颗被确认的失败超新星发现于2009年。那是一颗红超巨星,位于NGC 6946,也就是所谓的焰火星系。这颗超新星被命名为N6946-BH1,其质量大约相当于25个太阳。2009年,它的亮度一度增加到了太阳的100万倍;但到了2015年,它在可见光谱上已经彻底消失,只剩下了一点昏暗的红外辉光。

针对27个邻近星系的监测结果显示,20%至30%的大质量恒星会在生命终结时变成失败的超新星,但迄今为止被确认的只有这两颗。

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peter
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« 回覆文章 #1 於: 2024-11-14 01:58:09 »

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