宇宙誕生后的最初數億年被稱為“黑暗時代”，第一批恒星的形成與演化在此期間悄然展開。如今，借助詹姆斯·韋布空間望遠鏡（JWST）的觀測數據，科學家可能找到了解開超大質量黑洞起源之謎的關鍵線索——一種質量可達太陽數千倍的“巨獸恒星”或許曾短暫存在于早期宇宙中，并在消亡后直接坍縮為黑洞。

這一突破性發現源于對遙遠星系GS3073的化學成分分析。研究團隊發現，該星系中氮與氧的比例異常偏高，達到0.46，遠超現有理論對恒星或超新星爆發產物的預期范圍。哈佛-史密松天體物理中心的德韋什·南達爾指出：“這種化學豐度模式如同宇宙的指紋，唯一與之匹配的只有質量超過太陽1000倍的原初恒星。”

傳統理論認為，超大質量黑洞的形成需要漫長的時間積累，但觀測顯示，大爆炸后不到10億年，宇宙中已存在活躍的類星體（由超大質量黑洞驅動的明亮天體）。這一矛盾促使科學家重新思考早期宇宙的恒星演化路徑。新模型表明，在致密且湍動的冷氣體環境中，可能自然形成質量介于太陽1000至10000倍之間的恒星。這類恒星壽命極短（約25萬年），但氦燃燒階段可持續數百萬年，期間通過特殊核反應產生大量氮元素，最終直接坍縮為黑洞，而非以超新星爆發結束生命。

GS3073的觀測數據為這一理論提供了直接支持。該星系中心存在一個正在吸積物質的黑洞，其質量與早期巨獸恒星坍縮的預測值相符。研究人員強調，這種氮富集現象僅出現在特定質量范圍內——低于1000倍或高于10000倍太陽質量的恒星均無法產生相同特征。這一發現不僅解釋了早期超大質量黑洞的快速形成機制，還揭示了第一代恒星如何通過化學增豐影響星系演化。

隨著JWST持續探測更遙遠的宇宙，科學家預計將發現更多具有類似化學異常的星系。這些觀測結果有望進一步證實：在宇宙黎明時期，巨獸恒星如同“種子”般播撒了今日超大質量黑洞的起源，并推動了年輕宇宙從簡單元素向復雜化學組成的轉變。