恆星內部突然坍縮，會不會形成「巨型黑洞」？

加拿大西部大學（Western University）的天體物理學家已經找到了黑洞形成的直接證據，這些黑洞不需要從恆星殘骸中產生，而是另有其它途徑。這一發現可能幫助科學家們理解在宇宙歷史的早期階段存在的極其巨大的黑洞是如何形成的。

來自西部大學物理和天文學系的Shantanu Basu和Arpan Das對觀測到的超大質量黑洞的質量和光度的分布首次作出了科學解釋。這一成果近日發表在《天體物理學》上。

科學家們建立了一個模型，該模型基於一個非常簡單的理論假設：超大質量的黑洞在極短時間內以極快速度形成，然後突然停止。這一理論認為，當一顆非常大的恆星的內部突然坍縮時，黑洞就會出現。這個理論與目前人們普遍認為的黑洞形成機制——黑洞是由大質量恆星的殘骸形成——有明顯不同。

「這是一個間接的觀測證據，表明黑洞起源於直接的塌縮，而不是由恆星的殘骸演變而成。」Basu說。他是西部大學天文學教授，是國際公認的恆星形成和原行星盤演化早期階段方面的專家。

Basu和Das通過計算有限時間內形成的超大質量黑洞的質量函數，從而建立了新的數學模型。質量增長可以通過輻射和引力平衡設定的埃丁頓極限來調節，甚至可以通過一個適度的因數來涵蓋它。

「超大質量黑洞只有很短的時間快速生長，然後在某些時候，由於其它黑洞和恆星產生的輻射，它們的生長戛然而止。」Basu解釋說，「這是恆星內部直接坍塌的情況。」

在過去的十年中，許多質量比太陽大十億倍的超大質量黑洞在高「紅移」時被發現，這意味著它們在大爆炸後的8億年內就存在於我們的宇宙中。這些年輕且非常大的黑洞的存在，質疑了我們一直以來對黑洞形成和生長原理的認識。

在直接坍塌的情況下，其所允許的初始質量比標準恆星殘骸的質量要大得多，並且可以在很長的時間段內很好地解釋觀測結果。這一新的理論模型證明這種由恆星直接坍塌形成的黑洞確實是在早期宇宙中產生的。

Basu認為，這些新的觀點可以在未來的觀測中進行進一步驗證，從而更清晰地描述宇宙早期那些極大質量黑洞的形成歷史。（呂小羽編譯）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！