渐入黑暗：M31-2014-DS1中伴随黑洞形成的弱物质抛射与低效率回落

恒星级质量黑洞（BH）可由大质量恒星的近乎完全坍缩形成，导致它们突然消失。据报道，仙女座星系中的恒星M31-2014-DS1在2014年至2022年间表现出这种消失现象，其性质与一颗质量约为$12-13$ M$_\odot$的黄超巨星失败爆炸、导致形成约$5$ M$_\odot$黑洞的过程一致。我们展示了2024年使用詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）获得的该遗迹的中红外（MIR）观测结果以及钱德拉X射线天文台的X射线观测结果。JWST MIRI/NIRSpec数据揭示了一个极红源，显示出分子气体（CO, CO$_2$, H$_2$O, SO$_2$）的强蓝移吸收和深硅酸盐尘埃特征。尘埃连续谱建模证实了中心源的持续热光度衰减至$\log(L/L_\odot)\approx3.88$（约为前身星光度的$7-8$%），周围环绕着一个跨度约为$40-200$ au的尘埃壳层。分子气体建模表明，在尘埃壳层内边缘附近，约有$\sim 0.1$ M$_\odot$的气体以约$100$ km s$^{-1}$的速度膨胀。在$L_X\lesssim1.5\times10^{35}$ erg s$^{-1}$的光度极限下未探测到X射线源。我们证明，这些全波段观测结果可由以下两点解释：(i) 外部富氢前身星包层的低能量（$\approx10^{46}$ erg）抛射，以及 (ii) 由松散束缚的回落物质低效率（质量吸积率$\sim0.1$%）吸积所驱动的逐渐暗淡的中心黑洞。该分析有力地确立了M31-2014-DS1的辐射热衰减，并为通过低能量爆炸和长期回落形成黑洞提供了首个连贯的见解。