双黑洞直接坍缩黑洞的诞生

在 $z \sim$ 15 - 20 原子冷却晕中的灾难性重子坍缩期间形成的超大质量原初恒星，可能是宇宙首批类星体的起源。然而，迄今尚无模拟以足够高分辨率或足够长时间追踪这些晕的演化，以确定坍缩是否真正产生超大质量恒星（SMSs）。本文报道新的原子冷却晕中重子坍缩宇宙学模拟，其时长足以使 SMSs 形成并作为直接坍缩黑洞（DCBHs）消亡。我们发现，构建此类恒星所需的高吸积率确实持续至其寿命终结，并可能在此后为其黑洞的快速生长提供燃料。我们的模拟还表明，在低自旋与高自旋晕中分别可形成 SMSs 的双星乃至小型多重系统。这一发现提出了在今后十年通过 LISA 探测 DCBH 并合的引力波、以及通过 {\em James Webb Space Telescope} 与地面望远镜在近红外探测潮汐撕裂事件的激动前景。