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科學家發現巨型黑洞

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科學家發現巨型黑洞

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利用計算機模擬，日本Tohoku大學的研究人員提出了超級黑洞如何誕生的新理論，可以解釋為什么今天科學家觀測到的超級黑洞如此之多 。


超大黑洞形成示意圖 。(NAOJ)


科學家發現，幾乎每個星系的中心都存在一個超大黑洞，其中一些黑洞的質量可以達到幾十億個太陽 。然而，它們是如何產生的現在是天文學中的一個大難題 。
一個被更多人接受的理論是，它們是被一些天體直接坍縮的，科學家稱之為黑洞的“前兆” 。要坍縮成這么大的黑洞，科學家認為它的前身應該是一顆超大質量恒星 。
這么大的明星是怎么形成的？
根據理論，星際原始氣體云在自身引力下坍縮，成為大質量恒星 。
【科學家發現巨型黑洞】但是之前的研究發現，這種情況應該發生在只含有氫和氦的原始氣體云中 。一旦氣體云含有碳和氧等較重元素，就會改變氣體的力學性質，導致氣體團坍縮，從而產生幾顆小恒星，而不是一顆大質量恒星 。因此，科學家認為單靠原始氣體直接坍縮的理論模型無法解釋為什么現在觀測到這么多超級黑洞 。
東北大學博士后研究員Sunmyon Chon與研究小組成員一起，利用超級計算機ATERUI II建立了一個三維高分辨率長期演化模型，以測試富含重元素的氣體是否可以演化成超級恒星 。
過去很難從富含重元素的氣體云中模擬恒星的演化，因為氣體的劇烈分裂需要大量的計算，但2018年推出的超級計算機ATERUI II解決了這一困難 。研究人員終于可以通過模擬來研究氣體云演化到誕生恒星的更詳細過程 。
模擬顯示，與之前的預測不同，富含重元素的氣體云也可以演化成超大質量恒星 。
他們發現氣體云仍然聚集在一起，形成幾個較小的恒星 。然而，在模型中，一股強烈的氣流流向氣體云的中心，小恒星被中心的大質量恒星吞噬 。最后，這個模擬系統誕生了一顆質量為一萬個太陽的恒星 。
“這是我們第一次證明富含重元素的氣體云可以誕生大質量黑洞前驅體 。我們相信這顆巨大的恒星會繼續成長，直到演化成一個巨大的黑洞 ?！睂O明俊說 。
東北大學教授Kazuyuki Omukai說:“與以前的研究相比，我們的新模型可以解釋更多的黑洞來源，它也提出了對超級黑洞來源的統一認識 ?！?br /> 這項研究發表在今年5月的《皇家天文學會月報》上 。

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