弗吉尼亚大学和查尔姆斯理工大学的天体物理学家乔纳森·谭教授在其新论文中提出,宇宙早期第III.1星族超大质量恒星是超大质量黑洞的前身。这些恒星发出的高能光子将周围的氢气电离,使其扩散到原始的星系间介质中,最终包围了一个直径达数百万光年的区域。所有超大质量黑洞均以这种方式形成,导致整个空间的瞬间电离,从而结束了宇宙所谓的 “黑暗时代”。
超大质量黑洞潜伏在包括银河系在内的大多数大型星系中心,其质量通常是太阳的数百万倍甚至数十亿倍。
其形成过程一直备受争议,尤其是美国国家航空航天局(NASA)、欧洲航天局(ESA)和加拿大航天局(CSA)的詹姆斯·韦布空间望远镜发现了许多存在于遥远之处、追溯到宇宙诞生之初的此类黑洞。
乔纳森·谭教授的理论提出,所有超大质量黑洞均是最早的所谓第III.1星族恒星的遗迹,这些宇宙中最早的恒星在一种名为暗物质湮灭过程产生的能量影响下,成长到巨大尺寸,该理论预测到了韦布空间望远镜最近的许多发现。
在论文中,他概述了该理论的另一项预测,这可能为宇宙起源带来新的启示。
“我们的模型要求,黑洞的超大质量恒星前身迅速电离宇宙中的氢气,以照亮整个空间的明亮闪光宣告它们的诞生,” 乔纳森·谭教授说。
“有趣的是,这一电离阶段比普通星系驱动的电离发生得早得多,可能有助于解决宇宙学中最近出现的一些难题和矛盾,包括哈勃张力、动态暗能...
“这是我们在开发第III.1星族模型时没有预料到的联系,但它可能极其重要。”
“乔纳森·谭教授开发了一个简洁的模型,可以解释早期宇宙中恒星诞生和电离的两阶段过程,” 伦敦大学学院的理查德·埃利斯教授说,他是世界领先的观测宇宙学家之一。
“最早的恒星可能在短暂而耀眼的闪光中形成,然后消失 —— 这意味着我们现在用韦布空间望远镜看到的可能只是第二波。看来,宇宙仍然充满惊喜。”
乔纳森·谭教授的论文将发表在《天体物理学杂志通讯》上。

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