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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。科學(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、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10萬倍。
天體物理學(xué)家此前一直認(rèn)為，1萬到10萬倍太陽(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3萬和4萬倍。
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年來人們對(duì)宇宙中第一個(gè)超大質(zhì)量黑洞起源的看法。”
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