【暗物质或催生宇宙第一批黑洞】 宇宙刚诞生不到10亿年,按理说还很年轻。然而,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)看到的结果,却让天文学家有点坐不住。早期宇宙里已经出现了一批庞然大物,有些超大质量黑洞的质量可达太阳的数亿倍甚至十亿倍。问题来了,它们到底是怎么在这么短时间里长大的? 如果黑洞先由大质量恒星死亡形成,最初可能只有几十到几百倍太阳质量。之后再靠吞气体、并合,一步步长成星系中心的巨无霸。可这个过程需要时间,而早期宇宙偏偏不给它这么多时间。 于是,一个更激进的想法出现了。这些最早的巨型黑洞,可能不是从小黑洞慢慢吃出来的,而是一开始就很大。也就是说,巨大的原始气体云没有先碎裂成一群恒星,而是直接坍缩,形成一颗“重种子”黑洞。在韦伯此前发现的“无限星系”中,可能就存在这种直接坍缩黑洞的线索。 但直接坍缩也有难点,因为气体云最喜欢做的事不是变成黑洞,而是冷却、碎裂、形成恒星。要让它绕过造星这一步,必须有某种机制改变气体的化学环境,尤其要压制氢分子形成,因为氢分子会帮助气体降温,降温后就容易碎成恒星。 最新研究把目光投向了暗物质。加州大学河滨分校研究团队提出,如果某类暗物质粒子会极其缓慢地衰变,它释放出的一点点能量,就可能改变早期氢气云的化学过程,让气体更难正常造星,更容易整体坍缩成黑洞。研究中提到,候选暗物质质量窗口大约在24到27电子伏特附近。 这个能量有多小?小到单个暗物质粒子释放的能量,只相当于一节AA电池能量的十亿亿分之一量级。可在宇宙黎明时期,原始氢气云非常敏感,哪怕只是原子尺度的一点扰动,也可能改变整个云团的命运。 暗物质本来是看不见的,只通过引力留下痕迹。可如果它真的会衰变,最早一代超大质量黑洞,可能就成了宇宙给我们留下的“暗物质探测器”。 当然,这还不是定论。暗物质是否衰变,轴子是否存在,早期黑洞是否真的由这种机制催生,都还需要更多观测验证。但它至少给出了一个大胆方向:那些早到不该出现的巨型黑洞,可能不是宇宙模型出了错,而是黑暗深处还有一只看不见的手,提前按下了黑洞诞生的开关。


