超大質量黑洞的起源目前仍存在很多難以解釋的謎題。而據日本國立天文台網站近日消息稱，科學家借助超級計算機的模擬，首次在重元素氣體(ti) 雲(yun) 中發現了超大質量黑洞的“前身”，在這一理論中，超大質量黑洞的“前身”不僅(jin) 吞噬了星際氣體(ti) ，而且還吞噬了較小的恒星。相關(guan) 研究報告日前發表於(yu) 《英國皇家天文學會(hui) 月刊》。

        黑洞是宇宙中的龐然大物。一般認為(wei) ，在所有星係的中心都存在超大質量黑洞，而橫亙(gen) 在太陽係中央的超大質量黑洞幾乎比太陽大400萬(wan) 倍。不過，超大質量黑洞的起源對天文學界來說依然存在很多紛爭(zheng) 。

        此前一種流行理論是“直接坍塌模型”——僅(jin) 含氫、氦兩(liang) 種元素的氣體(ti) 雲(yun) 會(hui) 迅速收縮從(cong) 而形成黑洞。不過該理論僅(jin) 能解釋部分在早期宇宙中形成的超大質量黑洞的起源。因為(wei) 如果還有碳和氧等較重的元素，就會(hui) 改變氣體(ti) 動力學，導致坍塌的氣體(ti) 分裂成許多較小的雲(yun) 團。所以僅(jin) 靠原始氣體(ti) 的“直接坍塌論”，依然不能解釋為(wei) 何目前觀測發現的超大質量黑洞數量會(hui) 多於(yu) 理論預測這一實際問題。

        科學家也曾經使用大型計算機進行模擬，試圖對相關(guan) 假說進行驗證，但計算機的性能不足導致一直沒有答案出爐。此次，天文學家利用日本國立天文台的超級計算機“Aterui Ⅱ”進行了長期3D高分辨率模擬，以測試即使在重元素富集的氣體(ti) 中，也可以形成超大質量恒星的可能性。

        與(yu) 此前理論預測相同，氣體(ti) 雲(yun) 中心附近形成了大質量恒星，周圍的氣體(ti) 快速分裂形成了較小的恒星。隨後的模擬中，較小的恒星與(yu) 氣體(ti) 一同向中心移動，與(yu) 氣體(ti) 雲(yun) 中心的大質量恒星發生了衝(chong) 撞與(yu) 合並——中心附近形成的大質量恒星得以高效成長。這些模擬結果導致了一顆質量比太陽大10000倍的大質量恒星形成，這也是研究人員第一次在富含重元素的雲(yun) 層中，形成了這麽(me) 大的黑洞“前身”。

        研究人員認為(wei) ，這些超大質量恒星將繼續演化進而形成超大質量黑洞。而正是計算能力的進步，使得新模擬可以更詳細地研究氣體(ti) 雲(yun) 中恒星的形成，讓科學家距離超大質量黑洞的起源更近了一步。

        總編輯圈點

        黑洞是宇宙中最大的謎團之一，人類對其的了解恐怕隻是冰山一角。好在天文學家正在不斷推進對它們(men) 的認知，新發現層出不窮。比如，美國激光幹涉儀(yi) 引力波天文台今年4月宣布，與(yu) 歐洲“處女座”引力波天文台聯合探測到與(yu) 眾(zhong) 不同的引力波信號，它們(men) 來自質量迥異的黑洞發生的碰撞。除了直接探測引力波，計算機模擬也是研究黑洞的重要方式——對於(yu) 目前難以通過直接探測進行驗證的黑洞理論，計算機模擬結果可以給天文學家提供重要啟發。


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