一颗大质量恒星在生命末期未经历超新星爆发，而是直接坍缩形成黑洞——这一突破性发现为恒星演化理论提供了关键实证。天文学家通过对仙女座星系一颗恒星的长期追踪，首次完整捕捉到这一罕见过程，相关成果发表于国际权威学术期刊《科学》。
研究团队整合了美国国家航空航天局NEOWISE项目及多台地面、空间望远镜自2005年至2023年的观测数据，发现目标恒星M31-2014-DS1的红外辐射在2014年突然增强，两年后亮度急剧下降，整个变暗过程不足一年。至2022年至2023年，该恒星在可见光与近红外波段几乎消失，仅在中红外波段保留微弱信号，亮度降至原先的十分之一。
通过对比理论模型与观测数据，科学家确认这一现象源于恒星核心的引力坍缩。传统理论认为，大质量恒星燃料耗尽后，核心会先形成中子星，并通过中微子爆发引发超新星爆炸。但若爆炸激波不足以抛射外层物质，这些物质将回落至中子星，促使其进一步坍缩为黑洞。此次观测首次为这一机制提供了直接证据。
研究进一步指出，恒星外层的对流运动对坍缩过程产生显著影响。核心坍缩后，外层高温气体通过对流持续剧烈运动，延缓物质坠入黑洞；内层物质则沿黑洞外围缓慢旋转，最终仅约1%的恒星包层被黑洞吸收，其余物质在漫长周期内逐渐消散。
基于新发现，科学家重新评估了十年前观测到的另一颗恒星NGC 6946-BH1的光变特征，确认其同样属于“直接坍缩为黑洞”的天体。这两颗恒星的相似性表明，此类死亡方式可能代表着一类此前未被充分认知的恒星终结模式。
该研究引发天文界高度关注。直接坍缩形成黑洞的过程不仅完善了现有理论模型，也为解释黑洞起源提供了新视角。由于新生黑洞周围的尘埃碎屑会持续数十年发出红外辐射，未来借助韦布空间望远镜等先进设备，科学家有望对更多类似天体展开长期监测，逐步建立恒星黑洞形成的观测标准。
