描述:模拟早期宇宙高密度区域的暗物质丝网络。每个密集的亮点都是暗物质晕，气体在其中坍缩形成大型星系和超大质量黑洞。
在可见宇宙的边缘附近，有一些迄今为止观测到的最亮的物体，被称为类星体，据信其中包含超大质量黑洞，其质量超过太阳的10亿倍。大阪大学地球与空间科学系的长amine Kentaro、肯塔基大学的Isaac Shlosman及其同事进行的模拟，首次准确揭示了大爆炸7亿年后这些黑洞是如何形成的。
“早期的宇宙是一种稠密的、热的、均匀的等离子体，”Nagamine解释道。“当它冷却时，质量分布的波动形成了种子，由于重力的作用，物质可以在种子周围聚集。”这就是第一批恒星的起源。类似的过程可能在后来为超大质量黑洞等更大结构的生长埋下了种子。
直到最近，许多研究人员都认为超大质量黑洞是由一些第一代恒星的坍缩产生的。但几个小组的建模工作表明，这一过程只会导致小黑洞的产生。Nagamine和他的同事模拟了[1]的另一种情况，在这种情况下，超大质量黑洞是由落入由暗物质形成的潜在井的气体云孕育而成的。天文学家认为暗物质是一种不可见的物质，占宇宙质量的85%。
模拟巨大气体云的动力学是极其复杂的，因此该团队不得不使用一些称为“沉降粒子”的数值技巧来简化问题。
Nagamine解释说:“尽管我们可以使用大阪大学网络媒体中心和日本国家天文台的超级计算机，但我们无法模拟每一个气体粒子。”“相反，我们使用下沉粒子在小空间尺度上建模，下沉粒子随着周围气体的演化而增长。这使我们能够模拟比以前更长的时间尺度。”
研究人员发现，在他们的模拟中，大多数种子粒子都没有生长得太多，除了一个中心种子，它在短短200万年里迅速增长到200多万太阳质量，代表了一条通向超大质量黑洞的可行路径。此外，当气体在中心种子周围旋转和坍缩时，它形成了两个错位的吸积盘，这是以前从未观测到的。
在最近的另一项研究中，Nagamine和同事描述了与超大质量黑洞[2]几乎同时形成的大质量星系的增长。Nagamine说:“我们希望把我们所能看到的时间向前推进。”研究人员希望，当NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜(将于2018年发射)观测到发生直接气体坍缩的遥远来源时，他们的模拟将被真实数据验证。
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