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颠覆此前认知,超大质量黑洞可由暗物质直接形成|总编辑圈点

作者: 刘霞 来源: 科技日报
2021-03-01 01:45 
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嵌入广泛分布的暗物质晕(蓝色)内部的螺旋星系的艺术图。图片来源:物理学家组织网

科技日报记者 刘霞

一个国际天文学家小组在最新一期英国《皇家天文学会月刊》上撰文,提出超大质量黑洞可由暗物质形成的新机制——超大质量黑洞可由位于星系中央稠密区域的暗物质直接形成,而非传统认为的那样由普通物质形成。这一研究结果对揭示超大质量黑洞的形成原因,以及早期宇宙学研究具有重要意义。

超大质量黑洞究竟是如何形成的?这是当今星系演化研究领域最大的谜团之一。科学家此前已观察到宇宙大爆炸后8亿年就已形成的超大质量黑洞,但它们究竟是如何快速长成为“庞然大物”的,至今仍是未解之谜。

超大质量黑洞标准形成模型认为,普通重子物质(构成恒星、行星和所有可见物体的原子和元素),在引力作用下坍塌形成黑洞,这些黑洞会随着时间的推移不断长大。

但这项最新研究认为,可能存在由暗物质构成的稳定星系内核,其周围弥散着稀薄的暗物质晕,这些内核可能会变得非常稠密,一旦达到临界阈值,就会坍缩成超大质量黑洞。而且,这种超大质量黑洞的形成方式可能比其他形成机制更快发生,使早期宇宙中的超大质量黑洞在它们栖息的星系形成之前就已形成,这颠覆了目前的主流观点。

最新研究负责人、阿根廷阿普拉特国立大学的卡洛斯·阿圭列斯说:“这种新的形成机制可能为早期宇宙中出现的超大质量黑洞如何形成提供了一个自然的解释,在这一形成中,不需要恒星先形成,也不需要借助种子黑洞来阐释超大质量黑洞是如何形成的。”

阿圭列斯补充说:“在最新研究中,我们首次证明这样的核晕暗物质分布确实可以在宇宙学框架内形成,并在宇宙的整个生命周期内保持稳定。”

他们计划开展进一步研究,加深对宇宙最早期超大质量黑洞如何形成的了解,也希望厘清包括银河系在内的非活跃星系中央是否也栖息着此类致密暗物质核。

总编辑圈点

在无垠宇宙之中,大大小小的黑洞是十分特殊的存在,引众多天文学家为之着迷。其中,超大质量黑洞又是特殊中的特殊。一般认为,在所有星系的中心都存在超大质量黑洞,然而超大质量黑洞的起源却依然是悬而未决的科学奥秘。最新研究提出了超大质量黑洞形成的新机制,为揭开重要宇宙之谜提供了新的视角。

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