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科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞
宇宙中最早的類星體是如何形成的？這一謎團(tuán)已經(jīng)困擾科學(xué)家近20年。現(xiàn)在，英國(guó)天體物理學(xué)家在最新一期《自然》雜志發(fā)表論文稱，他們已經(jīng)找到答案：第一批類星體是在早期宇宙中罕見(jiàn)氣層的劇烈湍流條件下自然形成的。最新研究還顛覆了多年來(lái)人們對(duì)宇宙中第一個(gè)超大質(zhì)量黑洞起源的看法。
超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬一個(gè)原始類星體的誕生。
圖片來(lái)源：物理學(xué)家組織網(wǎng)/樸茨茅斯大學(xué)
類星體，是類似恒星天體的簡(jiǎn)稱，是其中心黑洞猛烈吞噬周圍物質(zhì)而形成的耀眼天體。由于有超大黑洞“供應(yīng)”能量，類星體也是宇宙中最明亮的天體之一?？茖W(xué)家們此前發(fā)現(xiàn)，在宇宙大爆炸后不到10億年的時(shí)間里，由超大質(zhì)量黑洞驅(qū)動(dòng)的200多個(gè)類星體就已存在，為什么它們能誕生的如此之早？
樸茨茅斯大學(xué)丹尼爾·沃倫博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在最新研究中給出了答案：第一批類星體是在早期宇宙中罕見(jiàn)氣層的劇烈湍流條件下自然形成的。
幾年前，超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬表明，早期類星體可能在罕見(jiàn)、寒冷且強(qiáng)大的氣流交匯處形成。那時(shí)，在直徑10億光年的廣袤太空中，只有十幾個(gè)這樣的類星體零星存在，但黑洞誕生時(shí)的質(zhì)量達(dá)到太陽(yáng)質(zhì)量的10萬(wàn)倍。
天體物理學(xué)家此前一直認(rèn)為，1萬(wàn)到10萬(wàn)倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星形成于早期宇宙中，但僅在特殊環(huán)境——如強(qiáng)紫外線背景或氣體和暗物質(zhì)之間的超音速氣流下形成。然而，這樣的環(huán)境與第一批類星體形成時(shí)的湍流云層沒(méi)有相似性。
在最新研究中，沃倫等人借助計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)，第一批類星體形成時(shí)的湍流云層可創(chuàng)造自己的超大質(zhì)量恒星：冷氣流在云層中引發(fā)湍流，阻止正常恒星形成，隨著云層不斷變大并在自身重量作用下發(fā)生災(zāi)難性塌縮，形成兩顆巨大的原始恒星：質(zhì)量分別為太陽(yáng)質(zhì)量的3萬(wàn)和4萬(wàn)倍。
沃倫總結(jié)道：“在宇宙黎明之后，即第一批恒星形成時(shí)，可形成類星體的原始云層也能創(chuàng)造出自己的大質(zhì)量天體。這一發(fā)現(xiàn)特別令人興奮，因?yàn)樗品?0年來(lái)人們對(duì)宇宙中第一個(gè)超大質(zhì)量黑洞起源的看法?！?/p>
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