在浩瀚的宇宙中，恆星的一生充滿了傳奇色彩，從誕生到消逝，它們以各自獨特的方式訴說著宇宙的故事。近日，一項來自麻省理工學院卡夫利天體物理學和空間研究所的研究，揭示了仙女座星系M31中一顆大品質恆星的神秘消失過程，挑戰了我們對恆星生命週期的傳統認知。

這顆編號為M31-2014-DS1的恆星，在2014年時曾是中紅外波段上一顆璀璨的明珠，其亮度穩定持續了約1000天。然而，從2016年起，它的光芒開始逐漸暗淡，直至2019年，亮度衰退的趨勢愈發明顯，這種變化無法用常規的變星特性來解釋。到了2023年，天文學家在可見光和近紅外波段上徹底失去了M31-2014-DS1的蹤跡。

研究人員通過對M31-2014-DS1的深入觀測發現，這顆恆星在誕生時擁有相當於20個太陽的品質，而到了晚期核燃燒階段，其品質已縮減至約6.7個太陽。儘管恆星周圍存在一個新近被拋出的塵埃殼，這看似符合超新星爆發的特徵，但天文學家並未發現任何可見光爆發的證據。這一發現讓科學家們陷入了沉思：M31-2014-DS1究竟是如何悄然消失的？

經過仔細分析，研究人員提出了一個驚人的假設：M31-2014-DS1實際上是一顆失敗的超新星，它在未經歷爆發的情況下，悄然坍縮成了一個黑洞。這一過程的奧秘在於恆星內部的中微子衝擊。在超新星爆發的核心區域，電子被迫與質子結合形成中子，並釋放出巨大的中微子能量。這些中微子有時能夠重新獲得速度，引發爆發；但有時卻會“失速”，導致衝擊波失能，恆星最終坍縮成黑洞。

在M31-2014-DS1的案例中，中微子衝擊未能重新獲得速度，導致恆星的大部分物質（相當於5個太陽的品質）向內塌落，超出了中子星的品質上限。最終，這顆恆星以其98%的總品質，坍縮成了一個品質約6.5個太陽的黑洞。這一發現不僅揭示了恆星生命週期中的未知領域，也為我們理解宇宙的奧秘提供了新的視角。

值得注意的是，M31-2014-DS1並非孤例。早在2009年，天文學家就在焰火星系NGC 6946中發現了一顆名為N6946-BH1的紅超巨星，它也是一顆失敗的超新星。這顆恆星的質量相當於25個太陽，曾在2009年一度增亮至太陽的100萬倍，但到了2015年，它也在可見光譜上徹底消失，只留下微弱的紅外輝光。

通過對27個鄰近星系的監測，研究人員發現，大約有20%至30%的大品質恆星會在生命終結時變成失敗的超新星。然而，迄今為止被確認的失敗超新星僅有M31-2014-DS1和N6946-BH1兩顆。這一發現不僅激發了天文學家對恆星生命週期更深入研究的興趣，也為我們探索宇宙的未知領域提供了新的動力。