我們都知道小質量黑洞怎麼來的，8倍太陽質量以上的恆星死亡後都會演化為較小質量的黑洞，但是例如我們銀河系中心400萬個太陽質量、M87星系中心65億個太陽質量的黑洞怎麼來的？有這麼大的恆星能通過超新星演化出這麼大的黑洞嗎？顯然不可能！
所以我們今天就了解下宇宙早期的超大質量黑洞演化過程，它咋來的！
先了解下我們銀河系的超大質量黑洞是怎樣被發現的銀河是夜空中光明與黑暗的交織，它包含了我們所能看到的所有恆星，從年輕到古老，有大有小，顏色各異，中間夾雜著昏暗的氣體雲，綿延數十萬光年，而我們就是其中的一份子！
但是在我們星系的中心，在核心的深處，包含著一個與眾不同的天體。由於中性氣體和塵埃的阻擋，星系的中心在可見光譜中完全看不見，所以我們只能在太空中通過非常特定的波長，才能成功地觀察到星系中心的情況。
當我們真正看到星系的中心時，又會注意到一個特殊的區域從附近其他區域中脫穎而出，它略顯不同！
上圖就是一些銀河系中心觀測結果，分別是：斯皮策望遠鏡紅外線觀測結果、哈勃的近紅外線結果、錢德拉x射線結果！
黃色小框中明亮的地方，是銀河系最內部，最中心的區域，可以看出在每個波長上它都比其他地方更加明亮。如果我們用最高解析度的無線電望遠鏡，繼續往裡面看，我們會發現什麼？
很明顯，成千上萬顆恆星擠在一個空間區域裡，一片混亂，啥也看不到。那我們繼續放大，在年輕、熾熱的恆星之間，在人馬座A*這個非常小、非常特殊的位置上，有一個明亮的射電源。下圖：
注意上圖中黃色箭頭標識的區域，在照片中前景恆星的襯託下，是不是顯的十分微小！這也沒啥特殊的。但是周圍的恆星正以非常驚人的速度繞著這個位置中的某個物體旋轉，根據萬有引力定律，這個物體的質量至少是太陽質量的400萬倍。這麼大？這個玩意是啥？我想你應該猜到了！
而且這個物體還不發光，現在知道這是什麼了吧！這就是為什麼我們知道我們的星系中心有一個超大質量黑洞。事實上每個星系都有一個，星系越大，中心的黑洞就越大。但是我們銀河系中心位置不止這一個最大的黑洞，周圍應該還有中型、小型黑洞，因為這裡的恆星雜亂無章，運動的毫無章法可言。
超大質量黑洞在大多數時間都處於休眠狀態，或者不活躍，因此，就像銀河系這種黑洞一樣，很難被探測到。（這也是我們為什麼要觀測M87星系的黑洞，因為M87黑洞有66億個太陽質量，異常活躍！）
但是用我們用錢德拉x射線望遠鏡深入宇宙，我們能夠看到宇宙中至少有3億個活躍的超級大質量黑洞。
所以有一件事就特別奇怪，在宇宙的早期階段，那時最早的超大質量黑洞比我們想像的要大得多。那麼為什麼這些超大質量黑洞在宇宙早期就會形成，為什麼它們的質量增長的如此迅速快?
宇宙早期原料很豐富，我們來看下早期形成的超大質量恆星我們知道超新星爆發時，要麼留下中子星、要麼就是黑洞，但是留下的只是一個質量為太陽質量幾倍、幾十倍的黑洞。你應該沒聽說過一個超新星爆發後留下一個幾百萬、甚至幾十億個太陽質量的黑洞吧！那這個原始恆星應該大到無法想像。
也許我們只說過的最大的超新星產生了一個20到30倍太陽質量的黑洞，這個可以理解。但這很難解釋為什麼宇宙中有數百萬個或數十億個太陽質量的黑洞。
要理解這些超級黑洞是怎樣產生的，我們就需要回到宇宙的早期階段：在我們的太陽系存在之前，在大星系團合併和形成之前，在幾代恆星生存和死亡之前，甚至在最初的氣體雲和塵埃坍縮形成恆星之前。那麼這是什麼時候？對！就是俗稱的黑暗時期！
這時的宇宙相對均勻、密度最大的區域開始收縮...
最終，氫和氦在某個地方達到了足夠高的密度，點燃了宇宙中的第一次核聚變，也引發了恆星的相繼誕生。
我們要知道這時的宇宙中，氫和氦的總量大約是10^23個太陽質量，原始材料極為豐富！而每一個不同的區域形成的第一個恆星質量，從幾百萬個太陽質量到幾十萬個太陽質量不等！都是一些巨大的怪物！
等這些超級恆星形成以後，而剩下的「殘羹剩飯」就像我們目前宇宙所有的恆星形成區域一樣，宇宙將會繼續形成各種各樣的恆星。這時形成的大多數恆星壽命較長、亮度較暗、質量較低。
超大質量恆星的不同命運那些質量最大、最熱、最亮、最藍、壽命最短的恆星，會出現3種命運：
Q1、一部分大質量恆星將在其核心形成重元素(最終形成行星)，最終成為超新星(豐富宇宙)，核心坍縮形成較小的黑洞，也就是我們目前最熟悉的黑洞誕生的過程！
Q2、那些質量超過太130個太陽質量的極端恆星，脾氣就更加暴躁了。這些恆星的內部能量非常高，產生的光子並不會直接輻射出來，而是像宇宙早期一樣，光子在超高的能量下形成了正反物質對，而正反物質對擁有較低的運動速度，給恆星的內部帶來了一定的不穩定性，不能提供正常的輻射壓力，最終恆星在沒有燃燒完燃料時，整個恆星所有的物質就會快速向內塌縮，導致失控的核聚變，從而將整個恆星摧毀，但是這時大多數恆星的物質都會坍縮成為黑洞。
當然，這個過程並不能幫助創造一個超大質量的黑洞。
Q3、事實是，以上的情況只適用於質量大於130個太陽質量，小於250個太陽質量的恆星。如果恆星的質量比250個太陽質量還要大，在恆星的內部就會開始產生能量巨大的伽馬射線，這些伽馬射線會把之前生成的重原子核電離成輕元素(氦和氫)，從而使得恆星內部冷卻。
在一顆質量超過250個太陽質量的恆星中，它會完全坍縮成一個黑洞。260個太陽質量的恆星會產生一個260個太陽質量的黑洞，1000個太陽質量的恆星會產生一個1000個太陽質量的黑洞，等等。
現在的問題是，這些恆星製造的黑洞單個質量還是不夠目前的要求！但是只要量多這事就好辦？因為黑洞可以通過吸積附近的恆星、互相合併慢慢長大！
狼蛛星雲，宇宙早期星系演化、超大質量黑洞形成的縮影那麼宇宙能否在一片區域內大量製造了這些恆星使它們能夠成長為早期超大質量黑洞？為了回答這個問題，我們將目光轉向局部星系群中最大的恆星形成區域：位於大麥哲倫星系中的狼蛛星雲。看看宇宙有沒有這個能力！
狼蛛星雲的空間區域跨度近1000光年，中心是巨大的恆星形成區域R136，包含了大約45萬個太陽質量的新恆星。整個星系十分活躍，並且不斷地形成新的大質量恆星。對於宇宙早期的星雲來說這個真的是小兒科，但是這也是早期的一個縮影！我們繼續往下看：
如此活躍地星雲，也理所當然的創造了離我們最近的超新星SN 1987a！它位於狼蛛星雲的外圍。
在R136的中心地區，充滿了熾熱明亮的藍色恆星。
我們可以看到，在眾多藍色的恆星的旁邊有一顆另類的紅色恆星。它很有可能成為我們夜空中的下一個超新星！
但是即使它形成了一個黑洞，也不會形成一個非常大的黑洞。我們需要在這尋找一個質量超過太陽250倍的恆星。在狼蛛星雲中其實就有一個：
人類已知的最大恆星：R136a1，有265個太陽質量，可是R136a1並不會坍縮成一個265個太陽質量的黑洞！因為它的核心在形成時就已經有了大量的重元素，但在早期宇宙中，沒有重元素的存在，所有超過這個質量閾值的恆星將簡單地轉換成黑洞!
總結：超大質量黑洞和星系的形成是一個不斷融合、吸積、演化的過程我們知道星系是在早期宇宙中形成的，由於坍縮恆星形成區域的快速合併和增長，這些早期形成的大小黑洞將會彼此融合，不斷膨脹，在所有物質的中心形成越來越大的黑洞，這樣宇宙的第一個大星系就形成了。
假如每50萬個太陽質量的恆星只能得到一個250個太陽質量的黑洞，這意味著一個星系的中心要有1億-2億個太陽質量的黑洞，就需要大約20-4000億個太陽質量的恆星！那麼你覺著作對宇宙的早期是一件難事嗎？
這就是宇宙早期超大質量黑洞的來源！