2023年，天文學(xué)家卻目睹了一場(chǎng)靜默的死亡——仙女座星系中一顆名為M31-2014-DS1的大質(zhì)量恒星，沒有爆發(fā)、沒有閃光，就這樣悄無聲息地從觀測(cè)視野中徹底消失。

這一離奇事件引發(fā)了科學(xué)界的震動(dòng)，最終將答案指向了一種神秘粒子：被稱為“幽靈粒子”的中微子。

2014年，位于254萬光年外的仙女座星系中，一顆編號(hào)為M31-2014-DS1的恒星在紅外波段突然增亮，其亮度持續(xù)穩(wěn)定了約1000天，成為天文觀測(cè)中的顯著目標(biāo)。

然而到了2016年，它的光芒開始衰退，至2019年已暗淡難辨。最終在2023年的深度觀測(cè)中，這顆恒星從可見光與紅外波段中徹底消失，仿佛宇宙中從未存在過。

麻省理工學(xué)院卡夫利天體物理和空間研究所的研究團(tuán)隊(duì)分析發(fā)現(xiàn)，該恒星誕生時(shí)質(zhì)量約為太陽的20倍，但到晚期核燃燒階段僅剩6.7倍太陽質(zhì)量。

盡管恒星周圍出現(xiàn)新拋出的塵埃殼——這是超新星爆發(fā)的典型特征——卻未見任何可見光爆發(fā)的跡象。這種矛盾現(xiàn)象讓傳統(tǒng)恒星演化理論陷入困境。

觀測(cè)數(shù)據(jù)揭示了一個(gè)驚人事實(shí)：該恒星98%的物質(zhì)（約5個(gè)太陽質(zhì)量）在消失過程中坍縮，最終形成質(zhì)量達(dá)6.5倍太陽的黑洞。整個(gè)過程未經(jīng)歷爆發(fā)的“回光返照”，而是直接走向了引力深淵。

恒星消亡的關(guān)鍵，在于一種被稱為“幽靈粒子”的基本粒子——中微子。

在超大質(zhì)量恒星生命末期，核心核燃料耗盡時(shí)，引力引發(fā)的坍縮將電子“壓入”質(zhì)子，形成中子的同時(shí)釋放海量中微子。

這些粒子以接近光速運(yùn)動(dòng)，卻因幾乎不與普通物質(zhì)相互作用（每秒數(shù)萬億個(gè)穿透人體而無感）而得名“幽靈”。

在正常超新星爆發(fā)中，中微子攜帶的能量會(huì)形成沖擊波，撕裂恒星外層，產(chǎn)生照亮星系的絢爛爆炸。

然而M31-2014-DS1上演了不同劇本：坍縮產(chǎn)生的中微子未能有效傳遞能量，失去支撐的外層物質(zhì)如潮水般回灌核心，超過中子星質(zhì)量極限（約3倍太陽質(zhì)量）的核心直接坍縮為黑洞。

麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)在《天體物理學(xué)雜志》發(fā)表的論文中強(qiáng)調(diào)：“中微子沖擊的失敗導(dǎo)致恒星跳過了爆發(fā)階段，這是宇宙中最壯觀的‘啞彈’。”

M31-2014-DS1的靜默死亡并非首例。2009年，距離地球2200萬光年的NGC 6946星系中，一顆25倍太陽質(zhì)量的紅超巨星N6946-BH1，在亮度增至太陽100萬倍后，同樣神秘消失于可見光譜，僅留下微弱紅外輝光。

通過對(duì)27個(gè)鄰近星系的長(zhǎng)周期監(jiān)測(cè)，天文學(xué)家推測(cè)：約20%-30%的大質(zhì)量恒星可能以這種“失敗超新星”方式終結(jié)生命。

然而因觀測(cè)難度大（需捕捉“未發(fā)生的事件”），迄今僅確認(rèn)上述兩例。

理論模型顯示，此類事件多發(fā)生于初始質(zhì)量18-25倍太陽的恒星。它們的命運(yùn)取決于核心坍縮時(shí)中微子與物質(zhì)相互作用的微妙平衡——這一過程至今仍是天體物理學(xué)的計(jì)算難點(diǎn)。

仙女座星系的恒星消失事件，恰逢其與銀河系展開一場(chǎng)宇宙級(jí)舞蹈。哈勃望遠(yuǎn)鏡最新觀測(cè)顯示，仙女座星系由暗物質(zhì)構(gòu)成的巨大光暈（直徑200萬光年）已與銀河系光暈交織，正以每秒110公里速度逼近。

雖然星系核心的碰撞預(yù)計(jì)在37.5億年后才會(huì)發(fā)生，但當(dāng)前的光暈重疊如同“引力前奏”，重塑著兩個(gè)星系的結(jié)構(gòu)。

值得注意的是，仙女座旋臂外側(cè)已出現(xiàn)因銀河系引力拉扯形成的“潮汐尾”。

宇宙中的“幽靈”現(xiàn)象不僅限于粒子層面，距地球550光年的IC 63幽靈星云，受仙后座藍(lán)巨星輻射影響，氫氣電離發(fā)出詭異紅光，宛如宇宙幽靈。

未來數(shù)十億年，銀河系與仙女座合并后將逐漸停止恒星形成，最終成為寒冷死寂的“幽靈星系”。

中微子在M31-2014-DS1消失事件中的作用，促使科學(xué)家重新審視恒星演化模型。

目前全球多個(gè)觀測(cè)項(xiàng)目正聚焦仙女座星系，升級(jí)的中微子探測(cè)器（如日本“超級(jí)神岡”）試圖捕捉遙遠(yuǎn)恒星坍縮信號(hào)，詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)塵埃殼，分析元素拋射量。

“每顆恒星的消失都是宇宙自我重塑的方式，”麻省理工學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)在論文中寫道，“黑洞的誕生無需總是轟轟烈烈，中微子導(dǎo)演的靜默劇，或許才是大質(zhì)量恒星更常見的終章。”

隨著對(duì)“幽靈粒子”行為更精確的模擬，人類終將揭開恒星如何跨越生死邊界——無論是以超新星的絢爛光芒，還是以黑洞的永恒靜默。