天文學家們正越來越多地揭開黑洞的秘密。在過去的幾年裡，科學家們終於捕捉到了黑洞的首張照片，並測量了它們在碰撞時產生的引力波–時空的漣漪。但是關於黑洞，仍然有很多未解之謎。最大的謎團之一就是它們首先是如何形成的。利物浦約翰摩爾大學的Daniel Perley和他的同事現在相信他們已經觀察到了這個過程，為黑洞形成時究竟發生了什麼提供了一些最佳跡象。他們的結果發表在《自然》和《天體物理學雜誌》的兩篇論文中。

天文學家認為，根據觀察和理論，大多數黑洞是在大質量恆星的中心在其生命末期坍縮時形成的。恆星的核心通常利用強烈的核反應產生的熱量提供壓力，或者說支持。但是一旦這樣一顆恆星的“燃料”耗盡，核反應停止，恆星的內層就會在重力作用下向內塌陷，擠壓到超常密度。

大多數時候，當恆星的核心凝結成一個固體物質球體，富含被稱為中子的粒子時，這種災難性的塌縮就會停止。這導致了一個強大的反彈爆炸，摧毀了恆星（超新星），並留下了一個被稱為中子星的天體。但是瀕臨死亡的恆星的模型顯示，如果最初的恆星質量足夠大（是太陽質量的40-50倍），坍縮就會一直持續下去，直到恆星被壓成一個引力奇點–一個黑洞。

雖然現在在整個宇宙中經常觀察到恆星坍縮形成中子星（超新星調查每晚都會發現幾十個新的中子星），但天文學家還不能完全確定在坍縮成黑洞期間會發生什麼。一些模型表明，整個恆星會被吞噬，沒有什麼痕跡。還有人提出，坍縮成黑洞會產生一些其他類型的爆炸。

例如，如果恆星在坍縮時正在旋轉，一些墜落的物質可能會被集中到噴流中，以高速逃離恆星。雖然這些噴流不會包含太多的質量，但它們會有很大的衝擊力：如果它們撞上了什麼東西，就釋放的能量而言，其影響可能是相當巨大的。

到目前為止，黑洞誕生時產生爆炸的最佳“候選者”是被稱為長時間伽馬射線暴的奇怪現象。這些事件最早是在20世紀60年代由軍事衛星發現的，被認為是由塌縮恆星中新形成的黑洞加速到令人難以置信的速度而產生的。然而，這種設想的一個長期問題是，伽馬射線暴也會排出大量的放射性碎片，這些碎片會持續閃耀數月。這表明大部分的恆星向外爆炸到太空中（如普通的超新星），而不是向內塌縮成黑洞。

雖然這並不意味著黑洞不可能在這樣的爆炸中形成，但一些人認為，其他模型為伽馬射線暴提供了比黑洞形成更自然的解釋。例如，一顆超級磁化的中子星可能在這樣的爆炸中形成，並產生它自己的強大噴流。

然而，Perley和他的同事最近發現了一個新的、（在他們看來）更好的創造黑洞的候選事件。在過去三年中的兩個獨立場合–一次在2019年，一次在2021年–我們目睹了一種異常快速和轉瞬即逝的爆炸類型，與伽馬射線暴非常相似，源於少量非常快速移動的物質撞上其周圍環境中的氣體。

通過使用光譜學–一種將光分解成不同波長的技術–研究人員可以推斷出每個事件中爆炸的恆星的成分。他們發現，這些光譜與所謂的“沃爾夫·雷耶特星”非常相似–這是一種質量非常大、高度進化的恆星類型，以最早發現它們的兩位天文學家Charles Wolf 和Georges Rayet的名字命名。令人興奮的是，研究人員甚至能夠排除”正常”超新星爆炸的可能性。一旦快速物質和環境之間的碰撞停止，源頭實際上就消失了–而不是長時間的發光。

這正是研究人員所期望的，如果在其核心坍縮期間，該恆星只噴射出少量的物質，而該天體的其餘部分則向下坍縮成一個巨大的黑洞。

研究人員認為，最普通的一種解釋是，這是一次普通的超新星爆炸，但是在碰撞中形成了一個巨大的塵埃殼，將放射性碎片掩蓋在視野之外。還有一種可能是，這次爆炸是一種新的、不熟悉的類型，源自於不熟悉的恆星。

為了回答這些問題，研究人員將需要尋找更多這樣的天體。到目前為止，這類爆炸還很難研究，因為它們轉瞬即逝，很難找到。研究人員不得不接連使用幾個觀測站來描述這些爆炸的特徵：茲威基瞬變設施來發現它們，利物浦望遠鏡和北歐光學望遠鏡來確認它們的性質，以及大型高分辨率觀測站（哈勃太空望遠鏡、雙子座天文台和甚大望遠鏡）來分析它們的組成。

雖然研究人員最初發現這些事件時並不確切知道他們看到的是什麼，但現在他們有了一個明確的假設：黑洞的誕生。

來自類似事件的更多數據可能很快就能幫助研究人員驗證或證偽這一假設，並確定與他們團隊和其他人一直在發現的其他類型的不尋常的快速爆炸的聯繫。