一些大质量恒星正从宇宙中无影无踪地消失
双黑洞质量的重构分布。主质量m1按定义大于次级质量m2<m1。联合分布π(m1, m2)的平均预测以橙色表示,而边缘分布π(m1)和π(m2)的中位预测以实线蓝色表示,信度范围90%由阴影带显示。颜色条代表二维概率密度log[p(m1, m2)/ max p(m1, m2)]。二维密度平面右上角的概率“岛”主要与高质量事件GW231123相关。图片来源:uux.cn/Hui Tong 等
(神秘的地球uux.cn)据今日科学新闻:在宇宙深处天鹅绒般的黑暗中,存在中最巨大的恒星正进行一场高风险的平衡游戏。数百万年来,这些巨兽燃烧着超乎想象的猛烈,它们内部的核反应向外推向自身重力的重压。在传统的宇宙故事中,当这样的泰坦最终耗尽燃料时,引力赢得了拉锯战,将恒星核心坍缩成一个黑洞——一个无限密度的黑洞,任何东西甚至光都无法返回。但由莫纳什大学领导的国际研究团队发现,有些恒星选择了更为戏剧性的离开,使宇宙舞台完全空无一物。
几十年来,理论家们一直在低声讨论一种被称为对不稳定超新星的现象。与标准超新星只留下致密的残骸不同,这种爆炸极其灾难性,完全破坏恒星,将其全部质量吹入周围的空洞,所经过的空间一片空白。这是终极的消失之术。虽然这些爆炸最早在20世纪60年代被预测,但它们仍然难以捉摸,难以与更常见的恒星死亡区分开来。现在,通过聆听宇宙的振动,科学家们终于看到了这些失踪巨人的“幽灵”。
深渊禁区
为了寻找这些隐形爆炸的证据,研究团队转向了LIGO-Virgo-KAGRA天文台网络。这些设施不依赖光线;相反,他们感知的是引力波,这些引力波是空间中最剧烈碰撞引起的时空结构中的涟漪。通过分析这些涟漪,团队,包括首席研究员辉彤,能够测量到天空中黑洞的质量。他们发现数据中出现了一种奇异而令人毛骨悚然的寂静——一个禁忌的范围,黑洞似乎根本不存在。
数据显示,质量超过太阳45倍的恒星起源黑洞极为罕见。宇宙普查中的这一空白绝非巧合。它是对不稳定超新星的足迹。当恒星质量足够大时,温度极高,核心无法支撑自身,爆炸强度极大,恒星在坍缩成黑暗残骸之前就被“炸裂”。这一发现有效地划出了一条界限,明确指出恒星从黑洞开始变成纯能量和尘埃的界限。
巨人的秘密生活
这项研究表明,“禁区”是恒星最后时刻的生物学记录。如果一颗恒星足够重,有可能形成一个大质量的黑洞,它就会进入不稳定状态。核心内的热量达到极端,引发失控反应,引发定义这场罕见超新星的巨大爆炸。由于恒星完全消失,黑洞从未直接从其死亡中形成。正如辉彤所解释的,这一特定质量范围内没有黑洞,是迄今为止最明确的证据,表明这些恒星正在经历这种完全的破坏。
然而,宇宙总有办法填补这个空白。虽然恒星可能无法在这片禁忌范围内产生黑洞,但研究人员发现这类天体确实存在——只是它们的起源故事不同。这些大质量黑洞并非天生;他们是被建造出来的。它们是反复合并的结果,较小的黑洞由质量较小的恒星诞生,经过亿万年碰撞并融合。这一区分使科学家能够利用黑洞作为窥探恒星核心深处核反应的窗口,连接极小与难以想象的巨大核反应。
为什么这份星系账簿很重要
理解黑洞质量差距不仅仅是记录死者;它关乎解开天体物理学中最根本的谜团之一。这项研究帮助解答了宇宙中最重恒星如何生存和死亡的一个重大问题。它提供了恒星演化的权威地图,向我们展示了恒星在完全毁灭前所能承受的极限。通过确认对不稳定超新星的存在,科学家们现在可以更好地理解黑洞的起源以及宇宙化学富集过程,因为这些巨大的爆炸将重元素散布到宇宙各处,成为未来世界的构建基石。
此外,这项研究凸显了引力波天文学的惊人力量。通过利用这些涟漪探究恒星的“来世”,像玛雅·菲什巴赫教授和埃里克·斯雷恩教授这样的研究人员正在揭示光线永远无法揭示的秘密。我们不再只是看星星;我们正在称量他们的遗骸,聆听他们最暴力结局的回声。这项工作确保即使是那些一无所留的恒星,也能讲述它们的故事,帮助我们拼凑出已知宇宙中最灾难性事件的历史。
研究详情
Hui Tong 等,黑洞质量对不稳定性缺口的证据,《自然》(2026)。DOI:10.1038/s41586-026-10359-0。在arXiv上:DOI: 10.48550/arxiv.2509.04151












