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梅努斯大学天文学家开展的最新尖端模拟显示,宇宙早期混沌密集、充满湍流的环境中,“轻种子”黑洞可快速吞噬物质,其规模能与早期星系中心观测到的巨型黑洞相媲美。
梅努斯大学博士研究生达克斯尔·梅塔表示:“我们发现,宇宙早期的混沌条件触发了早期小型黑洞的‘进食狂潮’——它们吞噬周围所有物质,最终成长为后来观测到的超大质量黑洞。”研究团队通过尖端计算机模拟揭示,大爆炸后仅数亿年诞生的第一代黑洞,能以惊人速度增长至太阳质量的数万倍。
梅努斯大学博士后研究员刘易斯·普罗尔博士称,这一突破破解了天文学一大谜题:詹姆斯·韦布空间望远镜观测到的宇宙早期黑洞,为何能如此迅速地达到超大质量规模?早期星系中密集、富气的环境支持了短时间的“超爱丁顿吸积”——即黑洞吞噬物质的速度远超正常或安全阈值,理论上这种速度会因辐射吹散物质,但实际却能持续吞噬。
该结果填补了第一代恒星与后期超大质量黑洞之间的“缺失环节”。梅塔指出,此前认为早期小型黑洞无法成长为早期星系中心的巨型黑洞,但模拟显示,只要条件合适,这些早期黑洞能以惊人速度增长。
黑洞分为“重种子”和“轻种子”两类:轻种子初始质量仅为太阳的10至数百倍,需逐步成长为百万倍太阳质量的超大质量黑洞;重种子初始质量可达太阳的10万倍,此前被认为是解释...
梅努斯大学天文学家约翰·里根博士表示,现在这一认知可能改变——重种子形成条件较罕见,而模拟显示“普通恒星质量黑洞”在宇宙早期能以极端速率增长。该研究重塑了对黑洞起源的认知,也凸显了高分辨率模拟对揭示宇宙早期秘密的重要性。
里根博士补充,宇宙早期比预期更混沌湍流,且大规模黑洞数量远超预期。这一结果对计划2035年发射的LISA(激光干涉空间天线)任务有启示:未来该任务的引力波观测可能探测到这些早期快速成长的小型黑洞的合并。相关论文本周发表于《自然·天文学》期刊。






