Misslyckad supernova skapar svarthål i Andromeda

Astronomer har nyligen dokumenterat den tysta födelsen av ett svart hål i den närliggande Andromedagalaxen efter att ha observerat en massiv stjärna, M31-2014-DS1, försvinna utan en supernovas karaktäristiska glans. Denna sällsynta astronomiska händelse, ofta kallad en ”misslyckad supernova”, ger avgörande observationella bevis för en stjärndöd där kärnan kollapsar direkt till en singularitet. Genom att analysera nästan två decennier av arkivdata har forskare rekonstruerat en tidslinje som tyder på att inte alla massiva stjärnor slutar sina liv i en våldsam explosion, utan att vissa helt enkelt kan slockna.

Vad är en misslyckad supernova?

En misslyckad supernova är en sällsynt stellär händelse där en massiv stjärna genomgår en kärnkollaps men misslyckas med att producera en ljusstark explosion, och istället direkt bildar ett svart hål när stjärnans yttre lager faller inåt. Till skillnad från typiska Typ II-supernovor är den interna chockvågen otillräcklig för att slunga ut det stellära materialet, vilket gör att stjärnan bleknar och försvinner tyst från det synliga ljuset.

Modeller för stjärnutveckling har länge förutspått att en betydande andel massiva stjärnor – kanske så många som 20 % till 30 % – kan sluta sina liv på detta sätt. I en standard-supernova utlöser kärnans kollaps en rekyl-chockvåg som spränger ut stjärnans yttre lager i rymden och skapar en blixt som kan överglänsa en galax. I en misslyckad supernova är dock gravitationen från det bildade svarta hålet så enorm att den övervinner det utåtriktade trycket, sväljer majoriteten av stjärnans massa och lämnar endast en svag infraröd signatur efter sig.

Hur upptäckte astronomer den tysta bildningen av ett svart hål i Andromeda?

Astronomer upptäckte den tysta bildningen av ett svart hål i Andromeda genom att övervaka den massiva stjärnan M31-2014-DS1, som ursprungligen var ljusstark men dämpades dramatiskt från 2016 till 2019 och försvann helt till 2023. Genom att använda nästan 20 år av arkivdata från NASA:s NEOWISE-uppdrag och markbaserade observatorier spårade forskare stjärnans unika övergång från en ljusstark källa till en osynlig punkt.

Forskarlaget, vars resultat publicerades i tidskriften Science den 16 februari 2026, förlitade sig tungt på Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer (NEOWISE). Detta infraröda arkiv gjorde det möjligt för teamet att se genom dammet i Andromedagalaxen, belägen 2,5 miljoner ljusår bort, och registrera en specifik händelse med ökad ljusstyrka under 2014. Denna infraröda topp signalerade att stjärnan stötte bort sina yttersta lager precis innan dess kärna fick slut på kärnbränsle, en avgörande ”före-och-efter”-registrering som sällan fångas i realtid.

• 2005–2014: Stjärnan förblev i ett stabilt tillstånd med hög ljusstyrka som en massiv variabel stjärna.
• 2014: En plötslig ökning av infraröd ljusstyrka indikerade utstötningen av ett tjockt gashölje.
• 2016–2023: Det optiska ljuset sjönk med en faktor 10, vilket gjorde stjärnan osynlig för traditionella teleskop.
• Slutet av 2023: Endast ett kvardröjande, svagt infrarött sken fanns kvar från det uppvärmda dammet som omgav kollapsplatsen.

Vilka bevis styrker att ett svart hål bildades från M31-2014-DS1?

Bevis för bildandet av ett svart hål från M31-2014-DS1 inkluderar dess ihållande bleknande till en bråkdel av den ursprungliga ljusstyrkan utan något ljusstarkt utbrott, vilket indikerar en kärnkollaps där majoriteten av massan imploderade. Ett kvardröjande svagt infrarött sken från dammdold het gas som kretsar kring den nya singulariteten stöder slutsatsen att stjärnans kärna har blivit ett kompakt objekt.

Frånvaron av ett traditionellt ”ljuseko” från en supernova är den starkaste indikatorn på en misslyckad explosion. När en stjärna som M31-2014-DS1 kollapsar, brukar den frigjorda gravitationsenergin driva en massiv explosion. Men i detta fall föll materialet tillbaka inåt under stjärnans egen gravitation. Enligt studien, som stöds av NASA’s Astrophysics Data Analysis Program, uppskattas det resulterande objektet vara ett svart hål på cirka 6,5 solmassor. Detta stämmer överens med teoretiska modeller för ”tysta” dödsfall där kärnan kollapsar direkt eftersom den interna energitillförseln är uttömd och inte kan bära stjärnans vikt.

Infraröd astronomi visade sig vara nödvändig för denna upptäckt eftersom den kunde detektera den ”slöja” av het gas och damm som lämnats kvar. Medan stjärnan försvann i det optiska spektrumet, visade NEOWISE-data att skräpmolnet fortfarande värmdes inifrån. Denna värme tyder på att även om stjärnans yta är borta, finns ett massivt, tätt objekt kvar i mitten som fortsätter att interagera med det omgivande materialet genom intensiv gravitation.

Innebörd för galaktisk utveckling och framtida forskning

Upptäckten av M31-2014-DS1 tyder på att dessa ”tysta” slut för stjärnor kan vara vanligare än man tidigare trott i vårt lokala universum. Om en betydande del av massiva stjärnor hoppar över supernovastadiet, skulle det förklara varför astronomer hittar färre supernovaexplosioner än vad de teoretiska födelsetalen för massiva stjärnor antyder. Denna ”saknade” population av supernovor skulle kunna förklaras av stjärnor som helt enkelt kollapsar till ett svart hål utan de förväntade fyrverkerierna.

Framöver belyser framgången med denna studie det enorma värdet av långsiktiga himmelskartläggningar och kurerade dataarkiv. Allteftersom nya anläggningar som Vera C. Rubin-observatoriet tas i bruk förväntar sig astronomer att identifiera fler kandidater för misslyckade supernovor. Genom att bygga en mer komplett inventering av dessa händelser kan forskare bättre förstå massfördelningen hos svarta hål och de komplexa livscyklerna för de mest massiva objekten i kosmos. För närvarande står den försvunna stjärnan i Andromeda som ett av de tydligaste observationella fallen av en stjärna som misslyckas med att explodera, men som framgångsrikt omvandlas till ett svart hål.