埃克塞特大学：科学家揭开早期宇宙中第一个类星体形成背后的谜团
解开早期宇宙中第一个类星体形成背后的奥秘的探索向前迈出了重要的一步。
自 2003 年以来，天体物理学家一直试图了解 200 多个类星体的起源——它们是由大爆炸发生不到 10 亿年的超大质量黑洞驱动的极其明亮的活动星系核。
现在，包括埃克塞特大学博士生 Nicholas Herrington 在内的一组研究人员发现，在宇宙网的自然结构中可以找到这个古老谜团的关键。
他们发现，这些早期类星体自然形成于早期宇宙中形成的稀有气体储层的剧烈、湍流条件下。
以前的超级计算机模拟表明，早期的类星体可能在寒冷、强大的气流相交处形成。在十亿光年宽的空间中，只有十几个这样的黑洞存在，但这个黑洞出生时的质量必须是 100,000 个太阳质量。当今宇宙中的黑洞是由大质量恒星的坍缩形成的，通常是 10 到 100 个太阳质量。
天体物理学家长期以来一直认为，在早期宇宙中形成了 10,000 到 100,000 个太阳质量的恒星，但仅在奇异的、经过微调的环境中形成，例如强烈的紫外线背景或气体和暗物质之间的超音速流动，这与最初的湍流云没有相似之处。类星体形成。
在这项新研究中，该团队使用最先进的超级计算机模拟表明，由冷吸积流撞击稀有气体储层驱动的极端湍流产生了两颗超大质量的原始恒星，它们迅速坍缩成两颗 30,000 和 40,000太阳质量黑洞。
Nicholas Herrington 说：“从这个稀有气体储层中形成的两颗原始恒星都浸没在下落的物质中。它们在其短暂存在的每一年都吞噬了太阳质量的很大一部分。经过大约 150 万年的核燃烧后，这两个泰坦变得不稳定，迅速坍塌，留下两个非常巨大的黑洞。正是这些类型的黑洞在出生时就足够大，可以成为早期宇宙中第一个类星体的祖先。”
主要作者、朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所的Dan Whalen 博士补充说：“我们的超级计算机模型可以追溯到很早的时候，发现寒冷、稠密的气体流能够生长出十亿太阳质量的黑洞。在短短几亿年的时间里，他们创造了自己的超大质量恒星，而不需要任何不寻常的环境。
“冷流在云中引发了湍流，阻止了普通恒星的形成，直到云变得如此巨大，以至于在自身重量下灾难性地坍塌，形成了两颗巨大的原始恒星。
“因此，在宇宙黎明之后——宇宙中第一颗恒星形成的时候——唯一可以形成类星体的原始云也方便地创造了它们自己的巨大种子。这个简单而美丽的结果不仅解释了第一批类星体的起源，还解释了它们的人口统计——它们在早期的数量。“
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