天文學(xué)家揭開(kāi)早期超大質(zhì)量黑洞形成之謎

最近，天文學(xué)家們解決了一個(gè)天文學(xué)界的老大難問(wèn)題：早期宇宙里的黑洞，為什么能在那么短的時(shí)間里成長(zhǎng)為“超級(jí)巨無(wú)霸”？

這問(wèn)題屬實(shí)困擾了天文學(xué)家好多年，詹姆斯·韋布太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）不斷發(fā)現(xiàn)那些“宇宙嬰兒期”的星系中心居然住著超大質(zhì)量黑洞，像是剛出生的孩子突然間就長(zhǎng)成兩米高的壯漢一樣，怎么看都不太合理。

早期宇宙比我們想象的還要“亂”

該項(xiàng)研究的核心觀點(diǎn)很直白，早期宇宙太亂了，亂到小黑洞都能吃成“大胖子”。

研究團(tuán)隊(duì)利用超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬了宇宙大爆炸后幾億年的環(huán)境，那時(shí)候的星系密度高、氣體多，整個(gè)宇宙像一鍋剛燒開(kāi)的粥，翻滾、沸騰、亂七八糟。

在這種環(huán)境下，小黑洞會(huì)經(jīng)歷一種叫“超愛(ài)丁頓吸積”的狀態(tài)，就是黑洞“吃”東西的速度超出理論極限。

黑洞也分“輕種子”和“重種子”

此前的主流觀點(diǎn)認(rèn)為，要形成超大質(zhì)量黑洞，必須從“重種子”黑洞開(kāi)始。

所謂“重種子”，就是一出生就有十萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞，它們仿佛是天生的巨嬰。

但這項(xiàng)研究給出了不一樣的答案，普通的小黑洞（“輕種子”）也能在早期宇宙混亂環(huán)境里瘋狂生長(zhǎng)。

這些“輕種子”黑洞最初只有幾十到幾百個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，按傳統(tǒng)理論它們根本不夠格長(zhǎng)成宇宙巨獸。但模擬顯示，只要環(huán)境夠密、夠亂，它們就能在短時(shí)間內(nèi)“暴飲暴食”，長(zhǎng)到太陽(yáng)的幾萬(wàn)倍。

這就意味著JWST看到的那些“早熟黑洞”并非個(gè)例，而是普遍的現(xiàn)象。