梅努斯大学的天文学家通过最新的高分辨率模拟发现，在早期宇宙密集、动荡的环境中，所谓的“光种子”黑洞能够以惊人的速度吞噬周围物质，从而迅速成长，与早期星系中心观测到的超大质量黑洞相媲美。
计算机模拟显示了年轻星系中婴儿黑洞的成长过程，帮助科学家揭示这些黑洞如何在大爆炸后几亿年内迅速增大到太阳数万倍的体积。
博士候选人达克萨尔·梅塔指出，这种混乱的环境为小型黑洞提供了快速成长的条件，使它们在经历一段物质吞噬的“狂热期”后，成为后来观测到的庞然大物。
博士后研究员刘易斯·普罗尔强调，这一发现解开了天文学中的长期谜题：早期宇宙中黑洞为何能迅速达到超大质量。
在早期星系中，高密度且富含气体的环境触发了短暂的“超级埃丁顿吸积”现象，即黑洞以超出常规速度吞噬物质。通常，光的压力会限制黑洞的增长，但在这种特殊条件下，黑洞仍能持续进食并迅速增大。
这一过程填补了第一代恒星和早期超大质量黑洞之间的“缺失环节”。此前，人们认为小型黑洞无法快速成长为星系中心巨大的黑洞，但模拟显示，只要环境合适，即便是“轻种子”黑洞也能迅速扩张。
黑洞通常分为“轻种子”和“重种子”。轻种子质量较小，仅为几倍到几百倍太阳质量，需要生长才能成为百万倍太阳质量的超大质量黑洞。而重种子则出生即巨大，可能达到十万倍太阳质量。过去科学家认为，早期星系的超大质量黑洞必须依赖重种子，但新模拟表明，普通恒星质量黑洞也能在极端条件下迅速成长。
梅努斯大学天文学家约翰·里根博士表示，这一发现重新塑造了黑洞起源的理解，也表明早期宇宙比之前预想的更加混乱和动荡，可能存在更多超大质量黑洞。
这些结果对于未来的引力波观测任务具有重要意义，特别是计划于2035年发射的ESA/NASA激光干涉空间天线（LISA），或许能够探测到这些早期、快速生长黑洞的合并事件。
图片来源：梅努斯大学