2014年，NASA一台望远镜在仙女座星系观测到一颗大质量恒星的红外辐射逐步增强。该信号在约三年间持续走高，随后出现快速衰减并最终消失，观测上仅留下一个尘埃壳。尽管这一变化当时已被记录在公开档案中，但相关异常在多年后才被研究人员注意到。

由哥伦比亚大学天文学教授Kishalay De领衔的研究团队在最新论文中给出解释：上述现象对应一颗恒星在生命末期发生坍缩并形成黑洞的过程。研究成果已发表在《科学》杂志上。团队称，这是天文学界长期希望捕捉的关键阶段之一，但此前缺乏足够有说服力的观测证据。

研究指出，这颗恒星可能经历了“直接坍缩”，即在未先发生超新星爆发的情况下直接转变为黑洞。长期以来，超新星爆发被认为是恒星形成黑洞的常见路径。

De表示，这一事件的证据一直存在于公开档案数据中，但长期未被识别。研究团队将目标恒星编号为M31-2014-DS1。该恒星位于仙女座星系——距离银河系最近的主要星系，约250万光年远。研究描述其为一颗大质量、氢耗尽的超巨星：形成时质量约为太阳的13倍，临终时质量约为太阳的5倍，并在演化过程中通过强烈恒星风损失了大部分质量。

研究团队认为，该恒星“剧烈且持续的光度减弱”较为罕见，指向超新星爆发未能发生，恒星核心直接坍缩成黑洞。De同时指出，传统观点认为这一质量范围的恒星应以超新星爆发结束生命，而此次未爆炸的结果意味着同质量恒星可能爆发也可能不爆发。

论文提到，类似的直接坍缩过程或曾在约2010年于NGC 6946星系被观测到，但由于该事件亮度约为此次观测的百分之一且数据质量较低，其性质长期存在争议。

哈佛大学天文学讲师、论文合著者Morgan MacLeod表示，黑洞被认为源自恒星演化，通过这类事件的观测，研究人员得以更直接地看到恒星走向黑洞的过程。

研究团队称，黑洞理论提出已有50多年。当前人类已在银河系内确认数十个黑洞，并通过引力波观测在更遥远宇宙中探测到数百个相关源，但学界仍未就哪些恒星会形成黑洞以及形成过程的细节达成明确共识。团队认为，此次发现为理解大质量恒星死亡方式提供了更清晰线索，并提示这种坍缩路径可能比此前设想更常见。

在方法上，研究人员通过分析NASA NEOWISE任务的档案数据锁定该目标，并借助20世纪70年代的一项预测：恒星若经历直接坍缩，可能会留下由外层物质剥离并被尘埃包裹所产生的微弱红外余辉。团队称，他们开展了迄今规模最大的变星红外源研究，追踪银河系及其他近邻星系中的恒星以寻找类似事件，最终发现M31-2014-DS1，且其表现与预测相符。

De指出，与超新星爆发在数周内亮度可超过整个星系、因而更易被发现不同，单颗恒星在未爆炸情况下“消失”极难察觉。研究团队认为，此类事件可能在观测中被频繁遗漏。