陜西
黑洞有一個質量禁區，在這個質量禁區內無法存在任何一個由恒星誕生的黑洞。
為什么會存在這樣的一個禁區呢？
我們大家都知道，大質量的恒星在生命的末期，會以超新星爆發的方式結束自己的一生，而這個時候若是它的殘骸質量超過奧本海默極限，也就是3.3倍太陽質量的話，它就會坍縮為黑洞。
我們看到的恒星級黑洞，基本都是以這樣的方式誕生的。
所以以我們的直覺來看，恒星的質量越大，那么它形成的黑洞也就越大。
但真實的情況：這是一個誤區。
真實的情況是：恒星質量過大的話，它將無法形成黑洞。
為什么呢？
因為物理學家們曾做了一項計算，當恒星的初始質量超過130倍至260倍太陽質量（恒星理論質量上限）的時候，它在生命末期，核心會產生大量的正反電子對，而正反電子相遇會發生湮滅，從而釋放巨大的能量，這最終會讓恒星形成一種被稱為對不穩定性的超新爆發。
這種超新星爆發會把恒星炸的完全粉碎，根本不會給恒星留下一絲演化為黑洞的機會。
所以，這樣的過程就給黑洞的質量制造了一個空白區，質量的區間大概是50至130倍太陽之間，所以位于這個質量區間的黑洞，幾乎不可能是由恒星坍縮直接形成的。
這個就是天文學家所說的對不穩定性質量禁區，也就是前面我們提到的黑洞質量禁區。
不過對于這個禁區，天文學界一直存在著爭議。
其核心的原因是，我們一直沒有找到這個禁區存在的觀測證據，過去探測到的黑洞質量曲線也是平滑的延伸，根本沒有那個所謂的質量缺口。
所以，這就讓很多學者開始懷疑，這個所謂的質量禁區，是不是只是我們的空想呢。
但2026年4月，一項發表于《自然》期刊的研究，打破了這個困局，一組由多個國家組成的國際研究團隊，他們找到了證據。
在過去，為什么一直沒有發現這個質量禁區的證據呢？
這是因為，我們探測到的恒星級黑洞，其實有兩種來源：一種就是由恒星直接坍縮形成的，這個我們稱為第一代黑洞；另一種則是由兩個恒星級黑洞合并形成的，這個我們稱為第二代黑洞。
第二代黑洞可以由任意質量禁區外的兩個黑洞合并形成，所以它們的質量區間很隨意。
如此的話，之前我們觀測到的黑洞質量曲線，可能就是被這些隨意質量的二代黑洞填滿了，因此才沒有顯示出質量禁區的斷層。
是不是這個道理呢？
研究團隊在這次研究中，利用一個新的思路篩選出了二代黑洞的數據，從而繪制出一個只有一代黑洞的質量圖譜。
什么思路呢？
一般，兩個黑洞合并時會產生極強的引力反沖，這樣的反沖會把合并后的黑洞踢出它所在的星團，不過也還是會有一小部分留下來，很小很小的一部分。
那么留下來的這些二代黑洞呢，它就有可能與一個第一代黑洞再次合并，當然，也有可能與另一個二代黑洞合并，只不過，留下來的二代黑洞數量很少很少，發生這樣合并事件的概率非常的低，絕大多數這樣的二次合并事件，都是由一個一代加上一個二代。
所以在星團雙黑洞的系統中，那個質量更大的黑洞大概率就是二代黑洞，而質量更小那個則是一代。
依照這樣的思路，我們就可以分清之前探測到的黑洞，哪些是二代黑洞、哪些是恒星直接坍縮的一代黑洞了。
所以依照這個思路，研究團隊基于之前的雙黑洞引力波觀測數據，建立了最終的黑洞質量分布圖，不出所料，一個清晰的質量禁區果然出現了。
根據這個質量分布顯示，禁區的下邊界是在44倍太陽質量，上邊界則是在116倍太陽質量。
這與理論預測的幾乎一致。
這還沒有完呢，為了驗證這個結果，研究團隊還專門研究了它們的自轉數據。
兩個黑洞合并形成的二代黑洞，它們會繼承之前公轉時的動量，所以它們的自轉強度普遍是要高于一代黑洞的。
因此團隊又獨立的建立了它們的自轉分布規律，結果顯示，黑洞的自轉特征，剛好也在44倍太陽質量的時候發生了改變。
所以最終的結果：一個是黑洞的質量分布規律、一個是黑洞的自轉分布規律。
它們都完全獨立的指向了禁區的存在，這讓我們有理由相信，那個禁區是真實存在的。
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