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暗物质可以解释最早的超大质量黑洞
暗物质衰变可能是解释巨型黑洞在第一批恒星之前如何形成的缺失因素
来源:加州大学河滨分校天文学中一个日益增长的谜团是巨大黑洞的存在——有些黑洞的重量相当于十亿个太阳——在大爆炸后不到十亿年的时间内就存在了。根据黑洞形成的标准理论，这些黑洞根本不应该有足够的时间成长得这么大。
由加州大学河滨分校研究生 Yash Aggarwal 领导的一项研究表明，暗物质衰变可能是了解这些宇宙庞然大物起源的关键。这项发表在《宇宙学和天体粒子物理学杂志》上的研究表明，暗物质衰变释放的能量可能会改变早期星系的化学性质，足以导致其中一些直接塌缩成黑洞而不是形成恒星。
这个结果是及时的，因为美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜继续观察早期宇宙中异常大的黑洞，这些黑洞可能是由直接塌缩形成的。天文学家认为，这一过程需要附近恒星同时照射到前恒星气体上，因此预计这种情况很少见。
Aggarwal 的团队超越了标准方法，利用暗物质——宇宙中 85% 的未知物质有助于形成星系。他们表明，如果暗物质衰变，它可以将少量能量泄漏到气体中并加速直接塌缩速率。每个衰变的暗物质粒子只需要注入单个 AA 电池能量的十亿万亿分之一的能量。
“我们的研究表明，衰变的暗物质可能会深刻地重塑第一批恒星和星系的演化，并对整个宇宙产生广泛的影响，”阿加瓦尔说。 “随着詹姆斯·韦伯太空望远镜现在揭示了早期宇宙中更多的超大质量黑洞，这种机制可能有助于弥合理论和观测之间的差距。”
该研究得到了美国国家科学基金会和加州大学河滨分校赫尔曼奖学金的支持。