超大质量黑洞可以由暗物质直接形成

  • 2021-03-02 16:18
  • 科技日报

一个国际天文学家小组在最新一期的英国《皇家天文学会月刊》上写了一篇文章,提出了一种新的机制,即超大质量黑洞可以由暗物质形成。这一研究结果对揭示超大质量黑洞的成因和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?这是星系演化领域最大的谜团之一。科学家们已经观察到在BIGBANG之后8亿年形成的超大质量黑洞,但是它们是如何成长为“庞然大物”的仍然是一个未解之谜。

根据超大质量黑洞的标准形成模型,普通重子(构成恒星、行星和所有可见物体的原子和元素)在引力作用下坍缩形成黑洞,这些黑洞会随着时间而成长。

但这一最新研究表明,可能存在由暗物质组成的稳定的银河核,被薄薄的暗物质晕所包围,一旦达到临界阈值,可能会变得非常致密,坍缩成超大质量黑洞。而且超大质量黑洞的形成可能比其他形成机制发生的更快,以至于早期宇宙的超大质量黑洞在它们所栖息的星系形成之前就已经形成了,颠覆了目前的主流观点。

这项最新研究的负责人、阿根廷阿帕斯国立大学的卡洛斯阿盖尔斯(Carlos Arguelles)表示:“这种新的形成机制可能为超大质量黑洞在早期宇宙中的出现提供了一种自然的解释。在这种形成中,不需要先形成恒星,也不需要用种子黑洞来解释超大质量黑洞是如何形成的。”

阿盖尔斯补充道:“在最新的研究中,我们首次证明了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中保持稳定。”

他们计划进行进一步的研究,以加深对宇宙中最早的超大质量黑洞是如何形成的理解,并希望澄清这样致密的暗物质核是否栖息在包括银河系在内的非活动星系的中心。

在无限宇宙中,大小黑洞都非常特殊,吸引了很多天文学家。其中超大质量黑洞是特殊黑洞中的特殊。一般认为所有星系的中心都存在超大质量黑洞,但超大质量黑洞的起源仍然是一个未解的科学之谜。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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