理應存在但找不到的天體，中等質量黑洞如何形成？

黑洞是平均密度很高的天體，但不同黑洞質量差距卻很大，而介於最小與最大黑洞之間的「中等質量黑洞」缺乏確鑿觀測證據。天文學家一直在思考中等質量黑洞如何形成，最近一項新模擬結果顯示，這類神秘黑洞可透過 3 個條件在星團中誕生。

當前宇宙普遍觀察到的黑洞可根據質量大小分為 3 個宏觀類別：恆星黑洞（stellar-mass black hole，約數十個太陽質量）、中等質量黑洞（Intermediate-mass black hole，約數百～數萬個太陽質量），以及超大質量黑洞（super massive black hole，約數百萬～數十億個太陽質量）。

恆星黑洞是大質量（至少太陽 20 倍）恆星耗盡內部燃料後經自身重力塌陷形成，超大質量黑洞則是靠緩慢吸積過程成長。

但介於上述兩者之間的中等質量黑洞（IMBH）卻行蹤成謎，當前觀測極限幾乎找不到質量落在 1,000～10,000 個太陽質量之間的黑洞，科學家無法統計中等質量黑洞數量，也因此讓我們失去連結較小恆星黑洞與超大質量黑洞的橋梁。

大薩索科學研究所（Gran Sasso Science Institute）天文學家 Manuel Arca Sedda 團隊試圖了解這些黑洞如何形成。

利用新的電腦模型模擬，研究人員發現中等質量黑洞可透過 3 個因素組合在星團內形成：比太陽大許多的恆星合併，然後新恆星吸積物質變成恆星黑洞，最後恆星黑洞之間再合併，我們可以透過檢測重力波「看到」恆星黑洞合併過程。

而中等質量黑洞誕生後，會因複雜引力相互作用或相對論性反衝過程被甩出母星團，從而阻止它們進一步生長。此外，中等質量黑洞甫成形之際不太可能大於幾百個太陽質量，除非母星團非常緻密或巨大。

究竟中等質量黑洞是否代表恆星黑洞與超大質量黑洞之間的缺失環節？我們需要找到能形成中等質量黑洞的環境，並考慮宿主環境保留此類黑洞的可能性，新模擬結果對第一個條件施加嚴格限制，讓我們更清楚哪些過程可能有助中等質量黑洞形成。