梅努斯大学天文学家最新模拟显示，在宇宙早期致密而动荡的环境中，起初质量较小的“轻种子”黑洞可以在短时间内迅速增大体量，其规模可与早期星系中心的巨大黑洞相当。

一项基于先进计算机模拟的研究，对早期宇宙中婴儿黑洞的成长过程进行了可视化展示。研究团队指出，在宇宙大爆炸后仅数亿年的时期，混乱而高密度的环境为这些黑洞提供了充足物质，使其经历一段高效“吞噬”的阶段。

梅努斯大学博士生达克萨尔·梅塔（Daxal Mehta）表示，模拟结果显示，早期宇宙的混沌环境促使较早期形成的小质量黑洞迅速吸积周围物质，从而成长为后来观测到的超大质量黑洞。他介绍，这些第一代黑洞在极短时间内就能将质量增至太阳的数万倍。

梅努斯大学博士后研究员刘易斯·普罗尔（Lewis Prole）称，这一结果为天文学中的一项长期难题提供了新线索，即詹姆斯·韦伯太空望远镜（NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope）在早期宇宙中观测到的超大质量黑洞，如何在宇宙历史初期便达到如此巨大的质量规模。

根据研究，早期星系内部气体密集且富集，为黑洞提供了短暂的“超爱丁顿吸积”阶段。该术语指黑洞吸积物质的速率超过传统理论认为由辐射压力限制的“正常”上限。按常规推断，如此高的吸积速率应导致强烈辐射将周围物质吹散，但模拟显示，这些黑洞仍能在此阶段持续高效吸积。

研究团队认为，这一发现为连接第一批恒星与后期出现的超大质量黑洞提供了关键“缺失环节”。梅塔指出，此前普遍观点认为，这些起初质量较小的黑洞不足以成长为早期星系中心观测到的庞大黑洞，而新模拟表明，在合适的环境条件下，这些早期黑洞可以以极高速度增大质量。

研究将黑洞种子分为“重种子”和“轻种子”两类。轻种子黑洞初始质量约为太阳质量的十倍至数百倍，需要在此基础上增长到数百万倍太阳质量，才能成为超大质量黑洞；重种子黑洞则在形成之初就可能拥有约十万倍太阳质量的质量。

迄今为止，天文学界普遍认为，要解释大多数大型星系中心存在的超大质量黑洞，需要依赖相对稀有的重种子黑洞。梅努斯大学天文学家约翰·里根（John Regan）表示，最新模拟结果对这一假设提出了挑战。他指出，重种子黑洞可能需要特殊条件才能形成，而模拟显示，普通的恒星质量黑洞在早期宇宙中同样可以以极端速率成长。

里根表示，这项研究不仅改变了对黑洞起源路径的认识，也凸显了高分辨率数值模拟在研究宇宙早期阶段中的作用。他指出，模拟结果显示，早期宇宙比此前预期更加混乱和动荡，并且可能包含数量更多的大质量黑洞。

研究团队还指出，该成果与计划于2035年发射的激光干涉空间天线（LISA）任务相关。里根表示，未来LISA的引力波观测有望探测到这些早期、质量较小且快速成长的婴儿黑洞之间的并合事件，从而为相关理论提供进一步检验。

相关论文以《早期宇宙中轻种子黑洞的成长》（The growth of light-seed black holes in the early Universe）为题，于2026年1月21日在线发表在《自然天文学》（Nature Astronomy）上，作者为D.H. Mehta等，论文编号为doi: 10.1038/s41550-025-02767-5。