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直爆黑洞的神秘诞生：为何这些超巨大黑洞让宇宙科学家震惊？
在宇宙的早期历史中，科学家们注意到了一些特别的天体，这些天体的诞生方式标志着宇宙物质演化的一个重大范畴：直爆黑洞（DCBHs）。这些神秘的黑洞在距今约100到250百万年时建立，这一时期被称为红移z约在15至30之间。
直爆黑洞的形成过程不同于传统理论中的黑洞，这些黑洞是通过直接的重力崩溃形成的，而不是从恒星的死亡演化而来。
直爆黑洞的形成需要特定的环境条件。主要条件包括；金属含量为零的气体（仅含氢和氦）、足够高的激发氢原子的Lyman–Werner光子的照射以及能够破坏氢分子的激光流。这些条件能防止气体冷却及其碎裂，从而使得气体云完整地经历引力崩溃，达到极高的物质密度。
当物质密度达到约107 g/cm³时，这些气体云将发生普通相对论不稳定性，转而形成直爆黑洞。这意味着它们的诞生是直接来自原始气体云，而非由恒星前身所产生。
根据2022年7月报导的一项电脑模拟，研究人员发现，在极少数条件下，强而冷的吸积流可以在没有紫外辐射和超音速流动的情况下，创造出大质量黑洞种子。这项模拟显示，在一个成长到约4000万太阳质量的环境中，最终形成了几个超巨星，并成功转化为直爆黑洞。
直爆黑洞的稀有性
直爆黑洞被认为是高红移宇宙中极其稀有的天体。当前的宇宙学模拟结果显示，这些黑洞的数量在红移15的时候，可能仅有大约每立方吉差秒（gigaparsec）1颗。这一预测受到Lyman–Werner光子最小通量的强烈影响，在一些最乐观的情况下，DCBHs的密度可能高达每立方吉差秒107颗。
直爆黑洞的发现
2016年，由哈佛大学的天体物理学家Fabio Pacucci领导的一组研究团队，运用哈勃太空望远镜和钱德拉X射线天文台的数据，首次确认了两个直爆黑洞的候选者。这些候选者均位于红移z>6的区域，在CANDELS GOODS-S领域中的光谱特征与预测相符。
这些直爆黑洞预测会产生比其他高红移来源更为显著的红外辐射，进一步的观测，特别是借助詹姆斯·韦伯太空望远镜，将对确认这些来源的本质至关重要。
与其他黑洞的区别
与原始黑洞的形成过程不同，原始黑洞的诞生与能量及带电物质的直接崩溃有关，直爆黑洞的形成则源自异常稠密和大型的气体区域之崩溃。值得注意的是，由第三代恒星（即Population III stars）形成的黑洞并不属于直爆黑洞范畴。
总结
直爆黑洞的发现不仅拓展了我们对黑洞形成的理解，同时也启示了早期宇宙中可能存在的复杂现象。这些神秘的天体正在重新定义我们对宇宙演化的基本认识。随着科技的进步，未来我们是否能揭开这些黑洞更多的秘密呢？
