数百颗巨大的星星从天空中消失了。我们可能最终会知道为什么。

当我们所理解的宇宙大质量恒星死亡时,它们不会安静地消失。随着燃料耗尽,他们变得不稳定,被爆炸所破坏,最终在一颗壮观的超新星中结束了他们的生命。

但科学家发现,一些大质量恒星已经消失了,在夜空中没有留下任何痕迹。在较早的调查中清楚地看到的星星是莫名其妙地缺席了较新的.一颗星星并不完全是一组钥匙——你不能把它丢在沙发后面。那么这些星星到底去哪儿了呢?

一项新的研究给了我们迄今为止最令人信服的解释。由丹麦尼尔斯·玻尔研究所和德国马克斯·普朗克天体物理研究所的天体物理学家亚历杭德罗·维尼亚-戈麦斯领导的国际团队认为,一些大质量恒星可能会死亡,毕竟不是一声巨响,而是一声呜咽。

他们的证据?一个名为变频器 243在大麦哲伦星云中,由黑洞和一颗伴星。这个系统没有显示出超新星爆炸的迹象,根据我们的模型,超新星爆炸应该伴随着黑洞的形成。

非比例艺术家对VFTS 243系统及其在狼蛛星云中的家的印象。(ESO/M.-R.(英语:ESO/M.-R.)Cioni/VISTA 麦哲伦星云调查/Isca Mayo/Sara Pinilla)

“如果一个人站在远处凝视一颗可见的恒星正在经历完全坍塌,它可能只是在正确的时间,就像看着一颗星星突然熄灭并从天空中消失一样,”Vigna-Gómez解释道.

“坍塌是如此彻底,以至于没有发生爆炸,没有任何东西逃脱,人们不会在夜空中看到任何明亮的超新星。最近,天文学家实际上已经观察到明亮的恒星突然消失。我们无法确定两者之间的联系,但我们从分析VFTS 243中获得的结果使我们更接近于可信的解释。

当一颗质量超过太阳质量8倍的恒星变成超新星时,它是非常混乱的。外层 - 恒星的大部分质量 - 被爆炸性地喷射到恒星周围的空间中,在那里它们形成了一个巨大的,膨胀的尘埃和气体云,徘徊不前数十万到数百万年.

与此同时,这颗恒星的核心不再受到聚变的向外压力的支持,在重力作用下坍缩形成一个超致密物体,一个中子星或黑洞,取决于初始恒星的质量。

这些坍塌的核心并不总是停留在原地;如果超新星爆炸是不平衡的,这可能会将核心踢入太空。我们也可以有时追踪核心的轨迹回到它死亡时喷射出的物质云,但如果经过足够的时间,物质可能已经消散。但是出生踢的迹象可以持续更长的时间。

VFTS 243 是一个非常有趣的系统。它由一颗大约740万年、质量约为太阳25倍的大质量恒星和一个质量约为太阳10倍的黑洞组成。

虽然我们不能直接看到黑洞,但我们可以根据其伴星的轨道运动来测量它——当然,我们可以推断出关于这个系统的其他东西。

一件有趣的事情是轨道的形状。它几乎是圆形的。这与系统在太空中的运动一起表明,黑洞没有受到超新星的巨大冲击。早在 2022 年发现黑洞的研究人员怀疑一样多;现在,维尼亚-戈麦斯和他的同事们的工作已经证实了这一点。

越来越多的证据表明,有时,大质量恒星可以直接坍缩到黑洞,没有通过超新星或收集 200 太空美元。VFTS 243 代表了我们迄今为止对这种情况的最佳证据。

“我们的研究结果强调,VFTS 243是迄今为止通过完全坍缩形成的恒星黑洞理论的最佳可观测案例,超新星爆炸失败,我们的模型已经证明这是可能的。天体物理学家艾琳·坦博拉(Irene Tamborra)说尼尔斯·玻尔研究所。

“对于这些模型来说,这是一次重要的现实检验。我们当然希望该系统将成为未来研究恒星演化和坍缩的重要基准。

该研究已发表在物理评论快报.

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