一項新的研究表明，“消失”的恒星可能在不成為超新星的情況下變成黑洞 _恒星

藝術家對VFTS243的印象，其中包含一顆大質量恒星和一個黑洞。（圖片來源：ESO/L.Calçada）
據美國生活科學網站（Keith Cooper）：科學家們發現了強有力的證據，證明一些大質量恒星在沒有超新星的光芒和憤怒的情況下，會以嗚咽而不是砰的一聲結束它們的存在，并沉入自己形成的黑洞。
為了理解為什么這很重要，我們必須從恒星進化的速成課程開始。恒星通過其核心的核聚變過程產生能量，從而將氫轉化為氦。當質量至少是太陽八倍的恒星耗盡氫氣供應時，它們會開始涉及其他元素的聚變反應——氦、碳、氧等，直到它們最終形成一個惰性的鐵核，該核需要投入比聚變反應所能產生的更多的能量。在這個階段，聚變反應停止，支撐恒星的能量產生蒸發。突然間，引力自由支配，導致核心坍塌，而恒星的外層從收縮的核心反彈并向外爆炸——引發一顆超新星，在幾周內，它有時會比整個星系都亮。
同時，坍塌的核心形成了一個緊湊的物體。這個物體通常是一顆旋轉的中子星，稱為脈沖星，但在某些條件下，它可能是一個恒星質量的黑洞。這是恒星時間線的標準故事。然而，天文學家現在開始意識到，一些產生黑洞的恒星可能在沒有超新星爆炸的情況下產生黑洞。
研究人員偶爾會注意到失敗的超新星的出現——這些恒星開始變亮，就好像它們即將爆炸，但隨后會動搖并消亡。在其他地方，作為Beatriz Villarroel領導的“百年觀測中消失和出現的物體”（VASCO）項目的一部分，對舊照片板的研究發現，在這些舊照片板上有幾十顆恒星根本看不見了；就好像他們消失得無影無蹤。
這些失敗的超新星和正在消失的恒星會成為恒星在有機會爆炸之前幾乎完全被拉入黑洞的證據嗎？也許吧，一些科學家認為。
德國馬克斯·普朗克天體物理研究所的Alejandro Vigna-Gómez在一份聲明中說：“如果一個人站起來凝視一顆正在經歷完全坍縮的可見恒星，在合適的時候，這可能就像看著一顆恒星突然熄滅并從天空中消失一樣。” 。“事實上，天文學家最近觀察到了明亮恒星的突然消失。”
盡管這個想法仍然只是一個理論，但它現在以Vigna-Gómez和他的團隊研究的一個奇怪的雙星系統的形式有了強有力的支持證據。該系統被命名為VFTS 243，于2022年被發現，位于大麥哲倫云中的狼蛛星云；它包含一顆25太陽質量的恒星和一個10太陽質量的黑洞，從宇宙角度來看，這顆黑洞一定是由一顆生命末期的大質量恒星產生的。
Vigna-Gómez說：“VFTS243是一個非同尋常的系統。” 。“盡管VFTS 243包含一顆坍塌成黑洞的恒星，但爆炸的痕跡卻找不到。”
例如，VFTS 243中恒星和黑洞圍繞其共同質心的軌道仍然幾乎是圓形的。然而，超新星爆炸是不對稱的，在一個方向上產生的能量比在另一個方向產生的能量略多，這應該會給形成“出生踢”的致密物體帶來能量。這種踢會加速致密物體，導致其軌道變寬和變長。通常，這種速度在每秒30到100公里（19到62英里）之間，但VFTS 243中的黑洞最多只能以每秒4公里（2.5英里）的速度被踢出。
以前在脈沖星中觀察到過出生踢的后果，但以前從未在恒星質量的黑洞中觀察到。這很可能告訴了我們恒星質量黑洞是如何形成的，VFTS 243是迄今為止對這一過程結果最清晰的觀察。
納塔爾踢是三件事的產物：爆炸恒星的碎片噴出，恒星坍塌核心的中微子爆發，以及引力波。然而，如果沒有超新星，就不會有碎片，只留下中微子和引力波來提供更小的沖擊——這正是我們在VFTS 243中看到的。
如果這是正確的，那么這意味著宇宙中許多質量最大的恒星，它們發出如此明亮的光芒，在被黑洞遺忘的過程中，在無聲的黑暗中結束了它們的生命。這也可能是VFTS243中幸存恒星生命末期的最終命運。
還有更廣泛的影響。超新星爆炸是一個元素工廠。垂死恒星外層的氧、碳和氮等元素不僅會被炸入太空，在那里它們可以被回收到下一代恒星和行星中，超新星沖擊波的高溫和能量也會導致超新星碎片中形成更重的元素。例如，超新星如此明亮的原因之一是爆炸中產生的鎳同位素的放射性衰變導致鈷和鐵的形成。
然而，如果一些大質量恒星在沒有超新星爆炸的情況下完全坍塌成黑洞，那么它們就無法促進元素的產生和回收。因此，如果這一概念屬實，宇宙化學家將需要將其納入元素如何在空間中形成和傳播的模型中。只有到那時，他們才能開始充分了解星系的化學演化，包括我們自己的星系，以及形成像地球這樣的行星所需的元素的積累速度，甚至可能是由恒星爆炸產生的元素組成的生命。
VFTS 243的研究結果于5月9日發表在《物理評論快報》雜志上。