潛伏在大多數星系中心的超大質量黑洞，包括我們自己的星系，被認為是通過吞噬數十億年的物質而變大的。但一項新的研究表明，它們可能走了一條捷徑，以一顆假想的原始超大質量恆星為起點，它的體積遠大於今天的任何一顆恆星，並在一顆巨大的超新星中爆炸。

根據黑洞的質量，黑洞主要分為兩類。有恆星質量的黑洞，質量約為太陽的五倍到幾十倍之間。當某些恆星耗盡其燃料供應並自我崩潰時，就會形成這些黑洞。在尺度的另一端，則是超大質量黑洞，其質量為數百萬甚至數十億個太陽的質量。

一般認為，前者經過數十億年成長為後者，因為它們吞噬了塵埃、氣體、恆星、行星、其他黑洞，以及其他任何太過接近的東西。越來越多的證據表明，有一類新的黑洞被稱為中等質量黑洞，其質量在太陽的100到10000倍之間，從而支持了這一假說。

不幸的是，故事並不那麼簡單。早期恆星的頂點似乎在100到200個太陽質量之間，如果它們坍縮成黑洞，它們需要在很長一段時間內吞噬大量的物質才能成長為超大質量的怪物。在很多情況下，周圍根本沒有足夠的”食物”。另外，觀測表明，這些巨大的黑洞在宇宙的生命期中出現得相當早，所以從字面上看，應該沒有足夠的時間讓它們通過這種方法長成那麼大。

關於超大質量黑洞的起源故事，天文學家們正在進行大量的調查，但有一種耐人尋味的可能性是，它們走了一條捷徑，誕生於質量在數万個太陽範圍內的”超大質量”恆星。這些絕對意義上的野獸會比我們所見過的任何恆星都要巨大得多，由於物理學上而言它們的存在可能是值得商榷的。不過，這也同時是一個方便的解釋。

“早期宇宙中可能存在少量的原始恆星，其質量為數万個太陽質量，”該研究的作者Ke-Jung Chen說。”它們很可能是星系中超大質量黑洞的祖先，因為黑洞種子的質量越大，吞噬周圍物質的效率越高。黑洞不需要保持很高的吸積率就能快速成長！”

棘手的是找到它們的直接證據，因為如果它們真的存在，它們很可能在數十億年前就已經全部坍塌成黑洞了。大多數超大質量恆星理論的支持者預測它們會直接坍塌，而不會變成超新星–但Chen不同意這種說法。

在2014年的一篇論文中，Chen概述了一個模型，說明一顆約55000太陽質量的原始超大質量恆星如何經歷由爆炸性氦燃燒引起的超新星。在新的研究中，Chen和他的團隊模擬了這種事件的輻射動力學，並發現它們應該在事件發生後的幾十年內發出發光的光芒。由於紅移現象，宇宙的膨脹會使光的波長向光譜的紅色端延伸，這將會顯得非常紅。

最有趣的是，這應該在即將到來的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡等近紅外調查中可見。該團隊表示，這意味著我們很快就能探測到這些超大質量恆星超新星的餘暉，並驗證這一假設。當然，也可能我們什麼也發現不了，只能默默地一個個把它們從名單上劃掉。無論如何，這都是另一個讓人興奮的理由，期待已久的”哈勃”的繼任者的推出希望可以幫我們解答這一疑問。

該研究發表在《英國皇家天文學會月刊》雜誌上。