研究发现超级黑洞新来源
研究发现超级黑洞新来源
超级大黑洞形成示意图 。 （NAOJ）日本东北大学（Tohoku University）的研究人员利用计算机模拟 ， 提出了超级黑洞如何诞生的一套新理论 ， 能够解释为什么今天科学家观测到的超级黑洞数量有这么多 。科学家已经发现 ， 几乎每个星系的中央都有一个超级大黑洞 ， 有的质量可以达到百亿个太阳这么大 。 但是 ， 它们是怎么来的 ， 是现在天文学上一大谜题 。较多人接受的一种理论是 ， 它们是由某种天体直接坍塌而来 ， 科学家把这些天体称为黑洞的“前体” 。 要坍塌成这么大的黑洞 ， 科学家认为它的前体应该是一颗质量超级大的恒星 。那么大的恒星是怎么形成的呢？理论认为 ， 星际间的原始气体云在自身引力的作用下坍塌 ， 变成大质量的恒星 。可是以前的研究发现 ， 这种情形应该发生于只含有氢和氦元素的原始气体云 ， 一旦气体云中含有像碳、氧这类重一些的元素 ， 这将改变气体的力学特性 ， 导致坍塌的气体分团 ， 从而生成几个小恒星 ， 而不是一个大质量恒星 。 因此科学家认为 ， 仅靠原始气体直接坍塌理论模型 ， 无法解释为什么现在观测到的超级黑洞数量会有这么多 。东北大学的博士后研究员孙明俊（Sunmyon Chon ， 译音）和研究组的成员一起 ， 使用超级计算机ATERUI II建立三维高分辨率的长时间演化模型 ， 检验富含重元素的气体能否演化成超级恒星 。以前 ， 富含重元素的气体云演化恒星的过程很难模拟 ， 因为气体的剧烈分裂需要大量的计算 ， 但是2018年启用的超级计算机ATERUI II解决了这项困难 。 研究人员终于可以通过模拟 ， 研究气体云演化诞生恒星更细节的过程 。模拟发现 ， 与以前预测不同的是 ， 富含重元素的气体云也可以演化诞生超级质量的恒星 。他们发现 ， 气体云仍然分团 ， 形成多个小一些的恒星 。 然而 ， 模型中出现一股强烈气流朝着气体云中心流动 ， 小恒星在这股气流的牵拉下 ， 被中心大质量的恒星吞并 。 最终 ， 这套模拟系统诞生了一颗质量为一万个太阳那么大的恒星 。“这是我们第一次展示 ， 富含重元素气体云能够诞生大质量的大型黑洞前体 。 我们认为这颗巨大的恒星将持续长大 ， 直到演变成一个巨型黑洞 。 ”孙明俊说 。东北大学教授大木和幸（Kazuyuki Omukai ， 译音）说：“我们的新模型比起以前的研究 ， 能够解释更多黑洞的来源 ， 也为超级黑洞的来源提出了统一的认识 。 ”
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