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黑洞圖解。 圖片來源：trahko / stock.adobe.com
一項新的理論研究提出了一種由暗物質產(chan) 生超大質量黑洞的新機製。這個(ge) 國際研究小組發現，超大質量黑洞可能直接由星係中心高密度區域的暗物質形成，而不是傳(chuan) 統的包含“正常”物質的形成場景。這一結果對早期宇宙的宇宙學有重要意義(yi) ，並發表在《皇家天文學會(hui) 月報》上。
超大質量黑洞最初是如何形成的，是當今星係演化研究中最大的問題之一。超大質量黑洞早在大爆炸8億(yi) 年後就已經被觀測到，它們(men) 是如何增長如此之快的至今仍未解釋。
標準的形成模型包括正常的重子物質——構成恒星、行星和所有可見物體(ti) 的原子和元素——在重力作用下坍縮形成黑洞，然後隨著時間增長。然而，這項新工作調查了由暗物質構成、被稀釋的暗物質暈包圍的穩定星係核的潛在存在，發現這些結構的中心可能變得如此集中，一旦達到臨(lin) 界閾值，它們(men) 也可能坍塌成超大質量黑洞。
根據該模型，這種情況發生的速度可能比其他提出的形成機製要快得多，並且可能會(hui) 讓早期宇宙中的超大質量黑洞在它們(men) 居住的星係之前形成，這與(yu) 目前的認識相反。
該研究帶頭人、拉普拉塔國立大學的Carlos Arguelles評論說：“這個(ge) 新形成的場景或能對宇宙早期超大質量黑洞形成提供一種自然的解釋，而不需要預先形成恒星，也不需要用不切實際的吸積率來激發種子黑洞。”
新模型的另一個(ge) 有趣的結果是，對於(yu) 更小的暗物質暈，例如那些圍繞著一些矮星係的暈，可能達不到塌縮成黑洞的臨(lin) 界質量。作者認為(wei) ，這可能會(hui) 讓較小的矮星係擁有一個(ge) 中心的暗物質核，而不是預期中的黑洞。這樣的暗物質核仍然可以模擬傳(chuan) 統中央黑洞的引力特征，而暗物質的外暈也可以解釋觀測到的星係旋轉曲線。
Arguelles補充說:“這個(ge) 模型顯示了暗物質暈如何在其中心聚集高密度物質，這可能在幫助理解超大質量黑洞的形成方麵起著至關(guan) 重要的作用。”
“在這裏，我們(men) 首次證明了這種核暈暗物質分布確實可以在宇宙框架中形成，並且在宇宙的一生中保持穩定。”
作者希望，進一步的研究能夠揭示宇宙早期超大質量黑洞的形成過程，同時調查包括銀河係在內(nei) 的非活動星係的中心，是否可能成為(wei) 這些高密度暗物質核心的宿主。
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