研究核心发现 - 天文学家首次完整观测到一颗大质量恒星未经历超新星爆发而直接坍缩形成黑洞 为理解恒星演化为黑洞提供了迄今最完整的物理图景 [2] - 相关研究成果发表于《科学》杂志 标志着人类对恒星终结与黑洞形成机制的认识进入新阶段 [2] 观测对象与数据 - 观测目标为位于距地球约250万光年的仙女座星系中的恒星M31-2014-DS1 [2] - 研究团队分析了2005年至2023年间来自美国国家航空航天局NEOWISE项目及其他多台地面与空间望远镜的观测数据 [2] 观测到的关键现象 - 该恒星的红外辐射自2014年起异常增亮 随后在2016年亮度急剧下降 整个变暗过程持续不到一年 [2] - 在2022年至2023年 该恒星在可见光与近红外波段已基本不可见 亮度仅为原先的万分之一 [2] - 在热辐射更强的中红外波段留存微弱信号 亮度亦降至之前的十分之一 [2] 理论解释与机制 - 亮度骤降并最终消失的现象强烈表明该恒星核心发生了引力坍缩并形成了黑洞 [3] - 理论预测若激波未能抛射外层物质 物质将回落到中子星上 使其进一步坍缩成黑洞 此次观测首次为这一过程提供了直接证据 [3] - 恒星外层的对流运动在核心坍缩后阻碍物质直接坠入黑洞 内层物质会沿黑洞外围作缓慢的圆周运动并逐渐被吸入 [3] - 据估算仅有约1%的恒星包层物质最终落入黑洞 其余部分在漫长的时间尺度上缓慢耗散 [3] 研究意义与拓展 - 研究验证并完善了大质量恒星坍缩形成黑洞的理论模型 为解释黑洞的起源提供了关键线索 [4] - 团队重新审视了十年前发现的另一颗具有类似光变特征的恒星NGC 6946-BH1 并确认它也应归类于“直接坍缩为黑洞”的天体 [3] - 它们可能代表了一类此前未被充分认识的恒星死亡形式 [3] - 一个新生黑洞周围尘埃碎屑发出的红外辐射将持续数十年 [4] - 未来借助包括韦布空间望远镜在内的诸多天文设备 可对类似天体进行长期监测 从而建立关于恒星黑洞形成的观测基准 [5]

任务概述与核心成就 - 美国国家航空航天局的SPHEREx空间望远镜成功绘制出首份覆盖整个天空的102色红外图谱 [1] - 该图谱有助于揭示宇宙大爆炸后极早期物理过程、追溯近140亿年星系演化、探索银河系生命关键物质分布 [1] 技术规格与运行模式 - SPHEREx于今年3月发射 每天绕地球约14.5圈 沿南北方向穿越两极飞行 [1] - 每日沿天空圆形轨道拍摄约3600张照片 并随地球公转调整观测视野 [1] - 在轨运行6个月后 实现从各个方向对天空的全方位观测 完成360度全天覆盖测绘 [1] - 望远镜配备6个探测器 每个装有特殊滤光片可捕捉17种渐变色光 6个同时工作每次成像即包含102种颜色 [1] 数据采集与项目进展 - 任务由NASA喷气推进实验室负责运行 团队于今年5月启动全天空测绘 并于12月完成首幅全景拼接图像 [1] - SPHEREx的核心优势在于能以102种颜色、每半年一次的频率拍摄全天图像 [1] 科学价值与探测能力 - SPHEREx探测的每一种颜色对应特定波长的红外光 分别传递出星系、恒星、行星形成区及其他天体的独特信息 [2] - 在银河系内 恒星与行星诞生的稠密尘埃云会强烈辐射某些波长的红外光 而在其他波段则几乎不可见 [2] 技术独特性与比较优势 - 此前虽有多个巡天项目绘制全天图谱 但无一能像SPHEREx这样同时捕捉如此丰富的色彩 [2] - 韦布空间望远镜虽能在更多波长进行光谱分析 其视场范围却仅为SPHEREx的数千分之一 [2] - 宽广视野与多色探测的结合 是SPHEREx的独特之处 [2]

核心发现 - 国际研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜首次在半人马座阿尔法星系A星的宜居带内通过直接成像技术观测到一颗气态候选行星 [1] - 该星系距离地球约4光年 是距离地球最近的三恒星系统 [1] - 若最终证实 这将是首次通过直接成像技术观测到位于恒星宜居带内的系外行星 [1] 观测技术 - 研究团队使用韦布空间望远镜的中红外仪器 通过高分辨率直接成像技术成功排除恒星眩光干扰 [1] - 区别于迄今绝大多数通过间接线索（如恒星引力摆动现象）发现系外行星的方法 [1] 行星特性 - 候选行星为气态行星 围绕与太阳非常相似的半人马座阿尔法A星运转 [1] - 位于恒星宜居带内（与恒星距离适中 温度适宜生命繁衍） [1] - 行星本身不太可能存在生命 但为其卫星的宜居性评估提供可能性 [1] 研究进展 - 相关论文已发表于美国《天体物理学杂志通讯》 [2] - 团队将通过更多观测复核发现 [1]