人类在大多数大型星系的中心都发现了超大质量黑洞，它们的质量可能是太阳的数百万到数十亿倍。他们经常通过抛掷超巨星来表达自己强烈的存在感。当它们特别有活力时，这些黑洞可以将它们所居住的星系的核变成发光的类星体，释放出超级多的电磁能量，从而使它们的光芒跨越整个星系。

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然而，对于我们来说，超大质量黑洞仍然是个谜。它们最初是如何形成，人类尚且不知，而类星体如何获得足够的物质（主要是气体）来为其光度提供燃料已经困扰了科学家多年。

模拟宇宙中最大的怪物

大规模模拟非常擅长处理整个星系中发生的事情，但在较小的尺度上就会出现问题。当人们试图使用此类模型仔细地观察黑洞时，就会出现非常多不确定性。另一方面，“放大”模拟模型可以很好地了解黑洞附近正在发生的事情，但它们无法描述银河系其他部分正在发生的事情。

将两者的好处结合到一个模型中是很重要的一步，因为掌控更大和更小尺度的过程之间的相互作用是理解星系中心超大质量黑洞和星系本身共同演化的关键。新模型旨在通过从现实环境中的反馈 (FIRE) 项目开始并添加来自大规模模拟的细节来生成可以放大至十分之一秒差距的模型，从而弥合这些旧模型之间的差距。

他们通过结合来自 FIRE 项目的星际介质物理学实现了这一目标，这是一种新的黑洞生长方法，可以减少在较小尺度上观察时的不确定性，并且正如研究中所说，“一种新颖的超拉格朗日细化技术，动态增加分辨率更接近黑洞。”

新模型还包括许多其他重要元素，例如重力影响、来自大恒星的反馈、气体流体动力学和宇宙膨胀，以尽可能全面地了解星系。

无处可逃

该模型使研究人员能够以比以前更高的分辨率在星系中移动时观察和跟踪气体。该模型在数百个CPU的综合计算机上运行，首次提供了对从星系边缘到消耗殆尽的超大质量黑洞的气体流动的洞察。

事实证明，原本会从星系逃逸到星系之间空隙中的气体被证明会受到星系旋臂等物体的引力影响并被吸回星系中。重要的是，这有助于解释为类星体提供燃料所需的所有气体来自哪里。如果没有这些“引力刹车”，气体将永远逃逸并绕星系运行，类星体无法将其用作燃料。

西北大学的合著者Claude-André Faucher-Giguèr进一步解释了这些发现在理解宇宙中最不可思议的物体如何运作方面的价值：

人们未来可以通过观察大量星系及其中央超大质量黑洞来进行研究，这样我们对于这些神秘星体如何随着时间的推移而发展和进化会有更深的理解。