研究人员揭开的巨大黑洞谜团
计算机可视化显示了早期宇宙中一个年轻星系中婴儿黑洞的生长。图片来源：约翰·里根博士
（神秘的地球uux.cn）据梅努斯大学：这是天文学的巨大谜团之一：黑洞是如何变得如此巨大、如此巨大、如此迅速的。爱尔兰梅努斯大学（MU）的研究人员现已给出这一宇宙难题的答案，并于今日发表在《自然天文学》杂志上。
“我们发现，早期宇宙中存在的混沌条件促使早期较小的黑洞成长为我们后来看到的超大质量黑洞，这发生在一次吞噬周围物质的狂热之后，”梅努斯大学物理系博士候选人达克萨尔·梅塔（Daxal Mehta）说，他领导了这项研究。
“我们利用最先进的计算机模拟揭示了第一代黑洞——那些诞生于大爆炸几亿年后——生长速度极快，体积是我们太阳数万倍的数万倍。”
“这一突破解开了天文学的一个重大谜题，”密苏里大学博士后兼研究团队成员刘易斯·普罗尔博士说。“这就是早期宇宙中诞生的黑洞，正如詹姆斯·韦伯太空望远镜观测到的那样，能够如此迅速达到如此超大质量的规模的原因。”
计算机生成图像展示了宇宙结构在极早期宇宙中出现的过程。图片来源：约翰·里根博士
黑洞是如何如此迅速地生长的
早期星系中密集且富含气体的环境促成了短暂的“超级爱丁顿吸积”爆发;这个术语用来描述当黑洞“吞噬”物质的速度超过正常或安全速度时会发生的事情。快到它应该用光把食物吹走，但不知怎么的还是不停地吃。
结果为第一批恒星与后来出现的超大质量黑洞之间找到了“失落的环节”。
达克萨尔·梅塔说：“这些微小的黑洞此前被认为太小，无法成长为早期星系中心观测到的庞大黑洞。”“我们在这里展示的是，这些早期黑洞虽然体积小，但在条件合适的情况下能够以惊人的速度增长，”他补充道。
黑洞种子的类型
黑洞有“重种子”和“轻种子”两种类型。轻种子类型本身体积较小，最多只有太阳质量的十到几百倍，必须从那里生长成“超大质量”——质量是太阳数百万倍。
而重型生物则在生命开始时质量远超太阳，可能达到太阳质量的十万倍。
此前，天文学家认为需要重种子类型来解释大多数大型星系中心所发现的超大质量黑洞的存在。
“现在我们不那么确定了，”密苏里大学物理系的约翰·里根博士兼研究组负责人说。“重种子则较为特殊，可能需要罕见条件才能形成。我们的模拟显示，你们'普通'的恒星质量黑洞在早期宇宙中可以以极端速度增长。”
对未来研究和使命的影响
MU的研究重塑了对黑洞起源的理解，同时也凸显了高分辨率模拟在揭示宇宙最早秘密中的重要性。
“早期宇宙比我们预期的更加混乱和动荡，拥有比我们预想的更多的大质量黑洞数量，”里根博士说。
这些结果也对欧洲航天局与NASA联合发射的重要激光干涉空间天线（LISA）任务有重要意义，该任务计划于2035年发射。
“该任务的未来引力波观测或许能探测到这些微小、早期、快速生长的婴儿黑洞的合并，”里根博士说。
出版信息
早期宇宙中光种黑洞的生长。《自然天文学》（2026年）。DOI：10.1038/s41550-025-02767-5 www.nature.com/articles/s41550-025-02767-5
