科学——第一颗恒星,超大质量黑洞的起源

作者: 2025 年 8 月 14 日
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马德里,13(欧洲出版社)

弗吉尼亚大学天体物理学家乔纳森·谭的一项新理论研究为超大质量黑洞的诞生提出了新的框架:第一颗恒星。

这些神秘的庞然大物潜伏在大多数主要星系的中心,包括我们银河系,它们的质量往往是太阳的数百万倍甚至数十亿倍。它们的形成一直是激烈争论的话题,尤其是自从詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)在遥远的地方发现了许多类似的黑洞以来,这些黑洞的历史可以追溯到宇宙诞生之初。

谭的理论被称为“星族III.1”,该理论认为所有超大质量黑洞都源自最早恒星的残余,即所谓的“星族III.1”恒星,它们是宇宙中第一批在暗物质湮灭过程产生的能量影响下成长到巨大尺寸的恒星。该理论预测了詹姆斯·韦伯太空望远镜的许多近期发现。

Tan 的论文已发表在预印本服务器 arXiv 上,即将发表在《天体物理学杂志快报》上,他在论文中描述了该理论的另一个预测,该预测可能会为宇宙的起源带来新的启示。

谭在一份声明中表示:“我们的模型要求黑洞的超大质量前身恒星迅速电离宇宙中的氢气,并以充满整个空间的明亮闪光宣告它们的诞生。”

有趣的是,这种额外的电离阶段比正常星系发生得早得多,可能有助于解决宇宙学中出现的一些最新难题和紧张局势,例如“哈勃张力”、“动态暗能量”和对“负中微子质量”的偏好,所有这些都对宇宙的标准模型提出了挑战。

在开发 Pop III.1 模型时并没有预料到这种联系,但它可能被证明是极其重要的。

外部赞扬

这项研究得到了理查德·埃利斯的赞扬,他是世界著名的观测宇宙学家之一,也是伦敦大学学院的天体物理学教授,他几十年来一直致力于研究第一个星系和宇宙第一道光的形成。

“谭教授开发了一个精妙的模型,可以解释早期宇宙中恒星诞生和电离的两阶段过程,”埃利斯说道。“第一批恒星可能在短暂明亮的闪光中形成,然后消失,这意味着我们现在用詹姆斯·韦伯望远镜看到的可能只是第二波。看来,宇宙中仍然隐藏着惊喜。”

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