如此庞大的超大质量黑洞是怎样形成的？这对科学家们来说，仍然未知

超大质量的黑洞是如何变得如此庞大而粗笨的？科学家们仍然不知道

一位艺术家是这样形貌超大质量黑洞的图

运动星系是宇宙中迄今为止最明亮的物体，它们由位于其中心地带的庞大黑洞驱动着。可是寻找这些巨型黑洞的起源对于天文学家来说是极富挑战性的事情。新的视察效果又再次强调了这种难题的存在。

只管仿真技术发现黑洞应该是在宇宙早期快速发展起来的，可是当天文学家回溯已往的时候，他们没能发现更多相关的结构和证据。直到现在，天文学家们仍在探索，针对黑洞发展的新研究也在继续展开。

巨型黑洞的形成

让我们回到已往。宇宙中最大的黑洞自己就是一个弥天大谎，其质量比太阳还要大数百万甚至数十亿倍。为了到达这不行思议的尺寸，他们会消耗相当于数十亿年来所有气体总量的工具，不停地用落入它们引力规模内的这些工具来壮大自己。

可是这些超大质量黑洞的起点肯定是比平均值还要大的，在他们成为“宇宙胖子”的门路上，这给他们提供了抢跑的时机。我们现在还不确定是什么导致了宇宙中的超大质量黑洞，可是关于这个问题，有两种差别的学派提出了自己的想法。

其中一种看法是，当第一代恒星泛起在宇宙中的时候，超大质量黑洞也随之泛起了。这些恒星是由纯氢和氦（因为在那时没有更重的元素）组成的，他们体积庞大，或许是太阳尺寸的几百倍。他们在泰坦尼克号超新星发作中快速发展、快速死亡，留下了爆炸的焦点物质---第一个黑洞。

另一种看法是，也许第一个最大的黑洞从来都不是恒星。取而代之的，或许当气体云变得不稳定并相互碰撞之时，才形成了这样的物体。这就解释了为什么巨型黑洞在宇宙的历史中泛起如此之早、以及他们是如何发展得如此迅速并变得如此庞大这一命题。

荣耀之光

无论如何，今天这巨物早在宇宙降生初期就已经萌芽，在它不到十亿岁的时候。可是，以这些物质刚降生时的巨细，它们仍然需要不停扩张自己来酿成今天这样的庞然大物。盘算机所模拟出的恒星、黑洞、星系以及气体在早期宇宙中的形态讲明，这些黑洞发展迅速，在它们形成的几亿年之内就能到达庞然的形态。

天文学家们知道如何认出如此膨胀的黑洞：喂养黑洞形成活跃星系的心脏。随着所有气体被塞入黑洞的咽喉中，它收缩并升温到百万度。这些热气发射出的炙热的x灼烁亮到使它们能在数十亿光年之外被看到。所以当我们在天空中看到一个庞大且明亮的x光源，我们知道数万亿吨气体正掉进黑洞之中。

可是只管科学家们已经在周遭的宇宙中识别了数十万个活跃星系，我们也仅仅只在年轻的宇宙中看到了少数。（因为光的流传需要时间，研究宇宙遥远的角落相当于在回首已往。）

这就是说，科学家们在极远距离下发现的活跃星系在已往是极其强大的。例如，已知的最远的星系，称为 ULAS J1342+0928，早在宇宙只有6.9亿岁时就安稳存在并拥有一个质量为太阳的八亿倍的庞大黑洞。

黑暗深处的探索

只管这些庞大的活跃星系是壮美的，科学家们真正想要知道的是它们是否是早期宇宙的典型又或者只是很是规的极端现象。

在最近的研究中，科学家们讲明在早期宇宙中已知的活跃星系只是破例，并不通例。联合NASA的钱德拉X光天文台的观察和在更长波段的探查，天文学家们能够在广袤的天空中识别出可能在年轻的宇宙中候选的活跃星系。

在对数据举行分类筛查以及排序之后，人们列出了所有超大质量黑洞的名单，总共五个。没错，在人们对于早期宇宙的整个探索历程中，只发现了五个活跃星系。而且，由于丈量存在不确定性，这些星系可能距离我们更近，形成也更晚一些。

这些发现似乎与超大质量黑洞在宇宙形成了二十亿年的时候履历了快速生恒久并因此在辽阔的距离中变得常见这一模拟相矛盾。虽然我们有一些指向，但它们看上去更像是超大质量黑洞典型的形成历程中不行思议的一站。

那么我们怎样才气从早期宇宙的萌芽中窥视到今天的庞大黑洞呢？眼下，这个领域仍然笼罩着神秘的面纱，未曾揭开。

这项研究的预印本揭晓在arXi上，并最终在《天体物理学杂志》上揭晓出书。