Nya observationer har visat att det finns ett supermassivt svart hål i mitten av varje galax. Dock, vad är ursprunget till dessa supermassiva svarta hål? Det är fortfarande ett mysterium idag. En internationell forskargrupp ledd av National Astronomical Observatory of Japan och Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA) i Taiwan har förutspått en extrem supernova från en supermassiv stjärna, möjlig stamfader till supermassiva svarta hål. Deras beräkning antydde att denna supernova kan observeras av James Webb Space Telescope (JWST) som kommer att skjutas upp i slutet av 2021.

Att studera bildandet av supermassiva svarta hål är ett viktigt ämne inom modern astrofysik. Den ledande teorin föreslår fröna till supermassiva svarta hål som bildades efter döden av de första massiva stjärnorna i det tidiga universum, och sedan fortsatte dessa frön att ackumulera den omgivande gasen och formade slutligen till supermassiva svarta hål idag. Dock, denna teori ifrågasattes eftersom de mest massiva stjärnorna som observerats i lokaluniversum är omkring ett eller tvåhundra solmassor. Om de första stjärnorna med några hundra solmassor dör som svarta håls frön, som behöver upprätthålla den högsta ackretionseffektiviteten för att bilda de supermassiva svarta hålen som observeras idag. Men det är mycket svårt att upprätthålla en hög ackretion i en realistisk miljö.

biträdande forskare, Ke-Jung Chen från ASIAA Taiwan föreslog en relativistisk instabilitetssupernova från en ur supermassiv stjärna (10 ⁴ –10 ⁵ solmassor) i hans forskningsuppsats från 2014. "Det kan finnas ett litet antal av de första stjärnorna i det tidiga universum med tiotusentals solmassor. De kommer sannolikt att vara stamfader till supermassiva svarta hål i galaxer. Eftersom det mer massiva av svarta håls frö, desto effektivare är det att svälja det omgivande materialet. De svarta hålen behöver inte upprätthålla en hög ansamlingshastighet för att växa snabbt, " sa Chen.

Men hur kan man bevisa att dessa massiva stjärnor en gång funnits? Detta är en observationsutmaning, eftersom de flesta av dessa supermassiva stjärnor kommer att kollapsa till svarta hål. Baserat på supernovamodellen som föreslagits av Chen, forskargruppen utförde en ny strålningstransportsimulering och fann att det kommande JWST-uppdraget har en chans att observera denna supernova! Om det faktiskt har observerats då, ursprunget till det supermassiva svarta hålet i galaxen som kommer från den första supermassiva stjärnan kan bekräftas. Låt oss vänta och se!