他们可能已经被自己内心的黑洞吞噬了。

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一位艺术家对超新星爆炸的描绘。JamesJosephides/SwinburneUniversityofTechnology

恒星依靠核心中轻元素的聚变来维持它们的存在。这些轻元素从氢和氦一直融合到较重的碳和氧。聚变产生的辐射压力使恒星能够抵抗自身引力而不会坍塌。

但是当达到铁时融合停止。将铁融合成更重的元素,所需的能量大于输出。一旦聚变终止,恒星的核心就会坍塌,引力就会歌唱着向前冲,将恒星的核心压缩成一颗非常致密的中子星甚至黑洞。与此同时,恒星的外层被吹走,将死星变成整个银河系中“最亮”的婴儿。

这是超新星爆炸。大多数人认为这是所有足够大的恒星的最终结局。但事实上,宇宙中的一些恒星也会莫名其妙地消失。它们并没有变成超新星,只是消失了。他们去哪儿了?天文学家认为它们都变成了黑洞。但是虽然理论上还没有排除一些大质量恒星变成黑洞的可能性,但是现实中真的有可能发生这种奇异的事情吗?

最近,一些天文学家通过模拟发现,这种奇怪的事情确实是有可能发生的。一些大质量恒星之所以突然消失,是因为它们的自转速度太慢了。他们直接变成了黑洞。没有发生超新星爆炸,整个过程一片寂静。

模拟表明,如果恒星自转速度足够快,坍缩将是不充分的。在这种情况下,新形成的黑洞周围会形成一圈气体,在其形成过程中会产生大量热量,并导致恒星的外层被喷射出去。但如果恒星的自转速度低于某个下限,气环就不会形成,恒星就会被中心的黑洞无声无息地吞噬。

这项研究结合了广义相对论、计算技术、恒星模型和大质量恒星黑洞形成过程的最新观测。相关论文近期发表于《天体物理学期刊通讯》。

在黑洞周围形成快速旋转的气环。IlyaMandel/ARC引力波发现卓越中心

参考:

关于最大恒星旋转形成黑洞而没有伴随的发光瞬变
https://arxiv.org/abs/2005.10212