早期宇宙中的大质量恒星可能是超大质量黑洞的始祖

最近的观察表明，每个星系的中心都有一个超大质量的黑洞。但是，这些超大质量黑洞的起源是什么?今天仍然是一个谜。由日本国家天文台和中国科学院天文学与天体物理研究所(ASIAA)牵头的国际研究小组预测，一颗超大质量恒星可能会产生超新星，这可能是超大质量黑洞的始祖。他们的计算表明，超新星可以被詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)观测到，该望远镜将于2021年底发射升空。

研究超大质量黑洞的形成是现代天体物理学中的重要课题。主导理论认为，超质量黑洞的种子是在早期宇宙中的第一批大质量恒星死亡后形成的，然后这些种子继续积聚周围的气体，并最终形成了今天的超质量黑洞。但是，该理论受到了挑战，因为在局部宇宙中观察到的最大质量恒星约为一或两百个太阳质量。如果第一批具有数百个太阳质量的恒星以黑洞种子的身份死亡，那么它们需要保持最高的吸积效率，才能形成今天观察到的超大质量黑洞。但是，在现实的环境中很难维持高的增生率。

助理研究员，来自台湾ASIAA的Chen Ke-Jung在其2014年的研究论文中提出了来自原始超大质量恒星(太阳系质量104–105)的相对论不稳定性超新星。“早期宇宙中可能有少数几千个太阳恒星，它们有成千上万的太阳质量。它们很可能是星系中超大质量黑洞的祖先。因为黑洞种子的质量越大，效率就越高。它是吞噬周围的物质。黑洞不需要保持很高的繁殖率就可以迅速生长。”

但是，如何证明这些巨大的恒星曾经存在呢?这是一个观察上的挑战，因为这些超大质量恒星中的大多数都将坍塌成黑洞。根据Chen提出的超新星模型，研究小组进行了新的辐射传输模拟，发现即将进行的JWST任务有机会观察到这颗超新星!如果届时实际观测到，则可以确认来自第一颗超大质量恒星的银河系中的超大质量黑洞的起源。让我们等着看!