黑洞质量存在“禁区”
发布时间: 2026-04-06 18:14:50
在全球引力波天文台网络LIGO–Virgo–KAGRA）发表的针对双黑洞系统的第四版引力波瞬变目录数据中，研究者检测到了黑洞质量存在“禁区”的证据。这些发现支持了特定质量黑洞因不稳定性而无法存在的证据，但仅在特定双黑洞系统中较小的次质量黑洞中出现。这些发现或为恒星和黑洞的演化提供了见解。相关研究4与1日发表于《自然》。
恒星演化理论预测，某些超大质量恒星会发生称为“对不稳定超新星”的爆炸事件，其威力和破坏性之大足以不留下任何黑洞残骸。这一过程预计会在可存在的质量范围内形成缺口，即“对不稳定质量缺口”，预测范围为太阳质量的50-130倍。此前缺乏此类缺口存在的证据，但引力波天文台是探测对不稳定超新星爆发结果的一个可靠途径，因为它们能够探测此类巨大宇宙事件发出的信号。
第四版引力波目录数据聚焦了双黑洞系统内的质量分布，蒙纳士大学的HuiTong 和同事报告称，分析结果提供了此类系统中次质量黑洞的对不稳定质量缺口的证据。这类缺口在双黑洞系统的较大黑洞中未见，但在约44-116太阳质量范围内不存在次黑洞。研究者认为，这一缺口与双黑洞自旋行为变化的质量范围一致，可能反映了潜在的对不稳定性过程。
他们提出，此类系统中的主黑洞可能存在于该“禁区”质量缺口内，因为其形成方式可能与对不稳定性超新星形成的次黑洞不同。这些发现有助于加深对超大质量恒星演化的理解。
一场恒星大爆炸，背景中隐约可见黑洞双星系统的痕迹。图片来自：Carl Knox，OzGrav – 斯威本科技大学 相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-026-10359-0
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