天文学家认为在早期宇宙星系诞生时，大量气体会坍塌形成大质量的黑洞，这种黑洞称为直接坍塌黑洞(Direct collapse black holes，DCBH)，但天文学家未曾观测到过。将于2021年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜，或许能研究这种大质量黑洞形成过程。但天文学家搜索DCBH时，预期要找什么现象?最近乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的研究人员透过模拟表明，黑洞直接形成时将伴随着特定种类的强烈辐射，包括X射线和紫外线，但经过红位移之后，这些辐射将转变为红外线波段。他们的模拟也意外发现，黑洞也会产生大量无金属的恒星。
科学家表示这种黑洞需要大约一百万年形成，这仅仅是星系成长史的一瞬间。在模拟中，气体先坍缩成超大质量恒星，质量比太阳大上10万倍!然后这颗恒星历经重力不稳定后坍缩成巨大的黑洞。模拟显示，黑洞会在50万年间触发大量恒星形成。这些第一代的恒星极重，因此寿命极短，它们形成后5~600万年，就会死亡并成为超新星。之后，黑洞将平静下来，但强烈的电磁辐射如紫外线、X射线，则会持续2~3千万年。此项研究已发表在9月10日出版的《自然天文学》杂志上。
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