天體物理學家進行的最新計算機模擬，揭示了超大質量黑洞起源的新理論。在這一理論中，超大質量黑洞的前身不僅吞噬了星際氣體，而且還吞噬了較小的恆星。這有助於解釋觀測到的大量超大質量黑洞。現代宇宙中幾乎每個星系中心都有一個超大質量黑洞，這些超大質量黑洞質量有時可以達到太陽質量的100億多倍。然而，超大質量黑洞的起源仍然是天文學重大謎團之一。
一種流行的理論是直接坍塌模型，星際氣體的原始雲在自重作用下坍塌形成超大質量恆星，然後演化成超大質量黑洞。但之前的研究表明，直接坍塌只適用於僅由氫和氦組成的原始氣體。碳和氧等較重的元素改變了氣體動力學，導致坍塌的氣體分裂成許多較小的雲團，形成了小恆星，而不是幾顆超大質量恆星。所以僅靠原始氣體的直接坍塌，不能解釋我們看到的大量超大質量黑洞。
日本科學促進會和東北大學博士後研究員Sunmyon Chon和研究團隊利用日本超級計算機ATERUI II的國家天文台進行了長期3-D高解析度模擬，以測試即使在重元素富集的氣體中，也可以形成超大質量恆星的可能性。由於模擬氣體劇烈分裂的計算成本，包括重元素在內氣雲中的恆星形成一直很難模擬，但計算能力的進步，特別是「ATERUI II」的高計算速度，使該團隊能夠克服這一挑戰。
這些新模擬使得更詳細地研究氣體雲中恆星的形成成為可能。與之前的預測相反，研究小組發現超大質量恆星仍然可以由重元素富集的氣體雲形成。不出所料，氣體雲猛烈分裂，形成了許多較小恆星。然而，有一股強大的氣體流向雲層中心；較小的恆星被這種氣流拖曳，並被中心的大質量恆星吞噬。這些模擬結果導致了一顆質量比太陽大10000倍的大質量恆星形成，這是研究人員第一次展示在富含重元素的雲層中，形成這麼大的黑洞前身。
研究人員相信，這樣形成的巨星將繼續生長和演化成一個巨大黑洞。這一新模型表明，不僅原始氣體，而且含有重元素的氣體也可以形成巨型恆星，這就是黑洞的種子。東北大學教授Kazuyuki Omukai表示：新模型比之前的研究能夠解釋更多黑洞起源，這一結果使人們對超大質量黑洞的起源有了統一認識。
