陕西
黑洞有一个质量禁区，在这个质量禁区内无法存在任何一个由恒星诞生的黑洞。
为什么会存在这样的一个禁区呢？
我们大家都知道，大质量的恒星在生命的末期，会以超新星爆发的方式结束自己的一生，而这个时候若是它的残骸质量超过奥本海默极限，也就是3.3倍太阳质量的话，它就会坍缩为黑洞。
我们看到的恒星级黑洞，基本都是以这样的方式诞生的。
所以以我们的直觉来看，恒星的质量越大，那么它形成的黑洞也就越大。
但真实的情况：这是一个误区。
真实的情况是：恒星质量过大的话，它将无法形成黑洞。
为什么呢？
因为物理学家们曾做了一项计算，当恒星的初始质量超过130倍至260倍太阳质量（恒星理论质量上限）的时候，它在生命末期，核心会产生大量的正反电子对，而正反电子相遇会发生湮灭，从而释放巨大的能量，这最终会让恒星形成一种被称为对不稳定性的超新爆发。
这种超新星爆发会把恒星炸的完全粉碎，根本不会给恒星留下一丝演化为黑洞的机会。
所以，这样的过程就给黑洞的质量制造了一个空白区，质量的区间大概是50至130倍太阳之间，所以位于这个质量区间的黑洞，几乎不可能是由恒星坍缩直接形成的。
这个就是天文学家所说的对不稳定性质量禁区，也就是前面我们提到的黑洞质量禁区。
不过对于这个禁区，天文学界一直存在着争议。
其核心的原因是，我们一直没有找到这个禁区存在的观测证据，过去探测到的黑洞质量曲线也是平滑的延伸，根本没有那个所谓的质量缺口。
所以，这就让很多学者开始怀疑，这个所谓的质量禁区，是不是只是我们的空想呢。
但2026年4月，一项发表于《自然》期刊的研究，打破了这个困局，一组由多个国家组成的国际研究团队，他们找到了证据。
在过去，为什么一直没有发现这个质量禁区的证据呢？
这是因为，我们探测到的恒星级黑洞，其实有两种来源：一种就是由恒星直接坍缩形成的，这个我们称为第一代黑洞；另一种则是由两个恒星级黑洞合并形成的，这个我们称为第二代黑洞。
第二代黑洞可以由任意质量禁区外的两个黑洞合并形成，所以它们的质量区间很随意。
如此的话，之前我们观测到的黑洞质量曲线，可能就是被这些随意质量的二代黑洞填满了，因此才没有显示出质量禁区的断层。
是不是这个道理呢？
研究团队在这次研究中，利用一个新的思路筛选出了二代黑洞的数据，从而绘制出一个只有一代黑洞的质量图谱。
什么思路呢？
一般，两个黑洞合并时会产生极强的引力反冲，这样的反冲会把合并后的黑洞踢出它所在的星团，不过也还是会有一小部分留下来，很小很小的一部分。
那么留下来的这些二代黑洞呢，它就有可能与一个第一代黑洞再次合并，当然，也有可能与另一个二代黑洞合并，只不过，留下来的二代黑洞数量很少很少，发生这样合并事件的概率非常的低，绝大多数这样的二次合并事件，都是由一个一代加上一个二代。
所以在星团双黑洞的系统中，那个质量更大的黑洞大概率就是二代黑洞，而质量更小那个则是一代。
依照这样的思路，我们就可以分清之前探测到的黑洞，哪些是二代黑洞、哪些是恒星直接坍缩的一代黑洞了。
所以依照这个思路，研究团队基于之前的双黑洞引力波观测数据，建立了最终的黑洞质量分布图，不出所料，一个清晰的质量禁区果然出现了。
根据这个质量分布显示，禁区的下边界是在44倍太阳质量，上边界则是在116倍太阳质量。
这与理论预测的几乎一致。
这还没有完呢，为了验证这个结果，研究团队还专门研究了它们的自转数据。
两个黑洞合并形成的二代黑洞，它们会继承之前公转时的动量，所以它们的自转强度普遍是要高于一代黑洞的。
因此团队又独立的建立了它们的自转分布规律，结果显示，黑洞的自转特征，刚好也在44倍太阳质量的时候发生了改变。
所以最终的结果：一个是黑洞的质量分布规律、一个是黑洞的自转分布规律。
它们都完全独立的指向了禁区的存在，这让我们有理由相信，那个禁区是真实存在的。
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