模擬證明了球狀星團(tuán)中中等質(zhì)量黑洞形成的潛在機(jī)制

 人參與 | 時(shí)間：2025-12-08 03:08:23
模擬證明了球狀星團(tuán)中中等質(zhì)量黑洞形成的模擬潛在機(jī)制
通過模擬再現(xiàn)了在巨大分子云中形成的星團(tuán)。此圖像基于模擬。證明中中制藍(lán)點(diǎn)代表單個(gè)恒星。球狀潛機(jī)深色和亮色表示氣體溫度（冷熱）。星團(tuán)來源：uux.cn藤井美智子和武田隆明
（神秘的等質(zhì)洞形地球uux.cn）據(jù)東京大學(xué)：東京大學(xué)的藤井美智子領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合研究證明了球狀星團(tuán)中中等質(zhì)量黑洞的可能形成機(jī)制，球狀星團(tuán)可能包含數(shù)萬甚至數(shù)百萬顆緊密堆積的量黑恒星。
有史以來第一次逐星大質(zhì)量星團(tuán)形成模擬表明，模擬足夠密集的證明中中制分子云，即星團(tuán)的球狀潛機(jī)“出生巢”，可以孕育出大質(zhì)量恒星，星團(tuán)這些恒星會(huì)進(jìn)化成中等質(zhì)量黑洞。等質(zhì)洞形研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。量黑
藤井解釋了該研究項(xiàng)目的模擬動(dòng)機(jī)：“之前的觀測表明，一些大質(zhì)量星團(tuán)（球狀星團(tuán)）存在中等質(zhì)量黑洞（IMBH）。證明中中制”。球狀潛機(jī)“IMBH是一個(gè)質(zhì)量為100-10000太陽質(zhì)量的黑洞。到目前為止，還沒有強(qiáng)有力的理論證據(jù)表明IMBH的質(zhì)量為1000-10000太陽質(zhì)量，而質(zhì)量較小（恒星質(zhì)量）和質(zhì)量較大（超大質(zhì)量）。”
出生的巢穴可能會(huì)讓人聯(lián)想到溫暖和寧靜的畫面。明星們可不是這樣。球狀星團(tuán)在混亂中形成。密度的差異首先導(dǎo)致恒星碰撞和合并。隨著恒星繼續(xù)合并和增長，引力也隨之增長。
在球狀星團(tuán)密集的中心區(qū)域，恒星的反復(fù)碰撞被稱為失控碰撞。它們可以導(dǎo)致質(zhì)量超過1000太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量恒星的誕生。這些恒星有可能進(jìn)化成IMBH。然而，之前對(duì)已經(jīng)形成的星團(tuán)的模擬表明，恒星風(fēng)吹走了它們的大部分質(zhì)量，使它們太小。為了研究IMBHs是否能夠“存活”，研究人員需要在集群仍在形成時(shí)對(duì)其進(jìn)行模擬。
藤井說：“由于模擬成本的原因，星團(tuán)形成模擬具有挑戰(zhàn)性。”。
“我們首次成功地對(duì)球狀星團(tuán)的形成進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)單個(gè)恒星進(jìn)行了建模。通過解析每個(gè)恒星具有真實(shí)質(zhì)量的單個(gè)恒星，我們可以在擁擠的環(huán)境中重建恒星的碰撞。對(duì)于這些模擬，我們開發(fā)了一種新的模擬代碼，可以高精度地集成數(shù)百萬顆恒星。”
在模擬中，失控的碰撞確實(shí)導(dǎo)致了大質(zhì)量恒星的形成，這些恒星進(jìn)化成了中等質(zhì)量的黑洞。研究人員還發(fā)現(xiàn)，星團(tuán)和IMBH之間的質(zhì)量比與最初推動(dòng)該項(xiàng)目的觀測結(jié)果相匹配。
藤井說：“我們的最終目標(biāo)是通過解析單個(gè)恒星來模擬整個(gè)星系。”。
“使用目前可用的超級(jí)計(jì)算機(jī)解析單個(gè)恒星來模擬銀河系大小的星系仍然很困難。然而，模擬較小的星系（如矮星系）是可能的。我們還想瞄準(zhǔn)第一批星團(tuán)，即早期宇宙中形成的星團(tuán)。第一批星團(tuán)也是IMBH誕生的地方。” 頂: 98467踩: 564