NASA首次捕捉到恆星變黑洞瞬間畫面

天文學家已經觀測到了一個大質量、垂死的恆星很可能已經變成為一個黑洞。科學家們利用了大型雙筒望遠鏡（LBT）、NASA的哈勃望遠鏡和斯皮策空間望遠鏡的聯合力量來尋找這個消失恆星的遺迹，結果發現它已經完全消失在天文學家的視線之外了。

圖：失敗的超新星N6946-BH1從一顆正常恆星演變成一個黑洞的藝術想象過程圖

它悄無聲息的就消失了，並沒有產生爆炸。

這顆恆星的質量是我們太陽質量的25倍，本來應該產生一個非常明亮的超新星爆發。然而，它沒有爆發，卻只安靜地留下了一個黑洞。

俄亥俄州立大學天文學教授克里斯托弗o柯夏內克（Christopher Kochanek）說，像這個位於臨近星系中的「失敗的大質量恆星」就可能解釋為什麼我們很少看到來自於最重恆星的超新星爆發現象。柯夏內克教授也是俄亥俄州觀測宇宙學界的知名學者。

現在看來，多達30％的類似這樣的恆星或許會安靜地坍縮成黑洞，無需超新星爆發。

柯夏內克解釋說：「通常的觀點是，一顆恆星只能在超新星爆發之後形成一個黑洞。那麼現在看來，如果一顆恆星不能產生超新星，但還是能夠產生一個黑洞，這將有助於解釋為什麼我們沒有看到最重恆星所形成的超新星。」

他所領導的一個天文學家團隊，在皇家天文學會月刊（MNRAS）上發表了最新的研究結果。

在他們一直監測的星系當中有一個星系是NGC6946，這是一個距離我們2200萬光年的旋渦星系，俗稱為「煙花之星」，因為超新星經常發生在那裡。實際上，在2017年5月14日發現的超新星SN 2017eaw現在就大約處在其亮度的最大值。而另外一個特別的發現是一顆被命名為N6946-BH1的恆星，從2009年開始，它就開始微弱地變亮了一點。但是等到2015年的時候，它似乎已經消失不存在了。

NGC6946

在LBT望遠鏡對失敗超新星的巡天發現這個恆星之後，天文學家想利用哈勃和斯皮策太空望遠鏡看它是否仍然在那裡，是不是只是變暗而已。他們使用了斯皮策望遠鏡搜尋那個地方，想看是否有任何的紅外輻射產生。如果真有紅外輻射，那麼這或許會是恆星仍然存在的徵兆，只是被塵埃遮擋而已。

圖：哈勃望遠鏡分別在2007年（左）和2015年（右）的觀測圖

然而所有的觀測結果都是負面的。恆星已經不再在那裡了。通過仔細的排除，研究人員最終得出結論，恆星一定已經變成了一個黑洞。

儘管目前想確定這個項目中恆星經歷「大質量失敗」的準確頻率還為時過早，然而最近獲得博士學位的俄亥俄州立大學的前學生斯科特o亞當斯（Scott Adams）之前就從事這方面的工作，能夠給出一些初步的估計。

「在我們巡天的前七年當中，N6946-BH1是唯一一顆我們發現的失敗超新星，這段時間內，在我們所監測的星系當中，我們發現了6個正常的超新星，這表明10％到30％的大質量恆星會產生失敗的超新星，「他說。

「這隻能解釋讓我們開始巡天項目問題的一小部分，也就是說，如果所有大質量恆星都死於這種方式，那麼我們觀察到的超新星就會比發生的少很多。

對於研究的合作者斯坦尼克（Stanek）而言，這個發現的真正有趣部分在於它對質量非常大的黑洞的起源的意義，也就是LIGO實驗所探測到的產生引力波的那種黑洞。 （LIGO是激光干涉儀引力波天文台的英文縮寫。）

俄亥俄州立大學天文學教授斯坦尼克（Stanek）說，一顆大質量的恆星可能會經歷超新星爆發（這個過程恆星會將外層大氣拋掉），但仍然會有足夠的質量留下來形成一個質量比較大的黑洞，尺度和LIGO探測到的那些黑洞差不多，這個聽起來不一定合理。

「我懷疑如果沒有超新星，那麼產生一個質量比較大的黑洞就會容易地多，」他推斷說。

亞當斯現在是加州理工學院的天體物理學家。其他合著者是俄亥俄州博士生吉爾o格克和俄克拉荷馬大學天文學家戴新宇。他們的研究得到了美國國家科學基金會的支持。

NASA在加州帕薩迪納的噴氣推進實驗室（JPL）替NASA的科學任務委員會管理斯皮策太空望遠鏡任務。科學運行是在加州理工的斯皮策科學中心進行的。飛行器的運行是由洛克希德o馬丁空間系統公司管理的，這個公司位於科羅拉多州的利特爾頓市。數據歸檔任務是由位於加州理工學院的紅外處理和分析中心的紅外科學檔案館完成的。加州理工學院為NASA管理JPL。

大型雙筒望遠鏡是美國、義大利和德國的機構之間的國際合作項目。

哈勃太空望遠鏡是美國宇航局與歐空局的國際合作項目。美國航空航天局的戈達德太空飛行中心負責管理望遠鏡，而位於馬里蘭州巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所（STScI）進行哈勃的科學運營。 STScI由美國宇航局天文學研究所協會在華盛頓特區管理。