比太阳重100亿多倍的超大黑洞，是如何产生的终于有了答案！

来源：互联网 2024-11-12 23:29:54 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们

天体物理学家进行的最新计算机模拟，揭示了超大质量黑洞起源的新理论。在这一理论中，超大质量黑洞的前身不仅吞噬了星际气体，而且还吞噬了较小的恒星。这有助于解释观测到的大量超大质量黑洞。现代宇宙中几乎每个星系中心都有一个超大质量黑洞，这些超大质量黑洞质量有时可以达到太阳质量的100亿多倍。然而，超大质量黑洞的起源仍然是天文学重大谜团之一。

一种流行的理论是直接坍塌模型，星际气体的原始云在自重作用下坍塌形成超大质量恒星，然后演化成超大质量黑洞。但之前的研究表明，直接坍塌只适用于仅由氢和氦组成的原始气体。碳和氧等较重的元素改变了气体动力学，导致坍塌的气体分裂成许多较小的云团，形成了小恒星，而不是几颗超大质量恒星。所以仅靠原始气体的直接坍塌，不能解释我们看到的大量超大质量黑洞。

日本科学促进会和东北大学博士后研究员Sunmyon Chon和研究团队利用日本超级计算机ATERUI II的国家天文台进行了长期3-D高分辨率模拟，以测试即使在重元素富集的气体中，也可以形成超大质量恒星的可能性。由于模拟气体剧烈分裂的计算成本，包括重元素在内气云中的恒星形成一直很难模拟，但计算能力的进步，特别是“ATERUI II”的高计算速度，使该团队能够克服这一挑战。

这些新模拟使得更详细地研究气体云中恒星的形成成为可能。与之前的预测相反，研究小组发现超大质量恒星仍然可以由重元素富集的气体云形成。不出所料，气体云猛烈分裂，形成了许多较小恒星。然而，有一股强大的气体流向云层中心；较小的恒星被这种气流拖曳，并被中心的大质量恒星吞噬。这些模拟结果导致了一颗质量比太阳大10000倍的大质量恒星形成，这是研究人员第一次展示在富含重元素的云层中，形成这么大的黑洞前身。