理论上不该出现的黑洞，到底是怎么形成的？

引人注目的是，这两个黑洞都表现出了非常极端的物理性质：其质量分别为约137倍和约103倍太阳质量，并且有着异常高的自旋——这令天文十分困惑，因为按照现有理论，这样的黑洞本应不存在。

如今，在一项新发表于《天体物理学报通信 》的研究中，一个天文学家团队通过对母恒星“从生到死”的过程进行全程模拟，他们找到了此前研究忽略的关键因素——磁场。

匪夷所思的存在 大质量恒星在生命末期会产生超新星爆发，其核心会坍缩成黑洞。

但如果恒星处在某一特定质量范围内，就会发生一种特殊类型的超新星——“对不稳定超新星”，这种爆炸极为猛烈，会把整个恒星彻底摧毁，不留下任何残余物。

因此，天文学家一直认为，不会出现质量在约70到140倍太阳质量之间的黑洞。

所以，当他们在GW231123事件中发现了处于这个“质量空隙”内的黑洞时，感到非常不解。

不过，这个质量空隙内的黑洞可以通过“间接方式”形成，例如两个黑洞并合成一个更大的黑洞。

然而，科学家认为这种情况对GW231123来说并不成立。

这是因为黑洞并合是极其混乱的过程，往往会扰乱最终黑洞的自旋。

而GW231123的两个黑洞却有着非常高的自旋，它们以接近光速的速度拖拽周围的时空——拥有如此质量和自旋的两个黑洞几乎不可能自然形成。

因此，GW231123对传统的黑洞形成机制提出了挑战。

天文学家认为，一定存在其他机制来解释GW231123的情况。

磁场扮演关键角色 在新的研究中，研究人员对两个阶段进行了计算机模拟。

首先，他们模拟了一颗质量为太阳250倍的巨星，从氢燃烧开始一直到燃料耗尽并坍缩成超新星。

当到达超新星阶段时，这样的大质量恒星已经消耗掉大量燃料，质量下降到约150个太阳质量，刚好位于质量空隙之上，并足以形成黑洞。

第二组模拟则更为复杂，他们将磁场纳入了考量，研究了超新星爆发之后的演化。

过往的研究往往将磁场一笔带过，而这次的模型则是从超新星遗迹开始，这是一团掺杂着磁场的恒星物质云，其中心是新生黑洞。

过去天文学家通常假设，这团云中的全部物质最终会落入黑洞，使黑洞的最终质量与其母星接近。

但新的模拟结果显示，情况并非如此。

展示了一颗大质量恒星坍缩形成黑洞的各个阶段。

（图/Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation） 如果黑洞是由一颗不旋转的恒星坍缩形成的，那么剩余的物质云的确会迅速落入黑洞；

但如果这颗恒星原本自转得很快，那么这团物质就会形成一个旋转的吸积盘，导致黑洞随着吸积而转得越来越快。

而此时，如果还有磁场存在，那么它们会对这一吸积盘施加压力，这种压力足以把部分物质以接近光速喷射出去。

这些外向流最终会减少盘中能够落入黑洞的物质量。

磁场越强，这一效应越明显——在磁场极强的情况下，多达一半的母星质量都可能被喷出物抛射出去。

而在GW231123的模拟中，这种磁场刚好能使最终形成的黑洞质量正好处于质量空隙范围之中。

有待进一步验证 这些结果暗示着，黑洞的质量与其自旋速度之间可能存在联系。

强磁场会减缓黑洞自旋，并带走部分恒星质量，从而形成更轻、转得更慢的黑洞；

而弱磁场则会使黑洞更重、且自旋更快。

这意味着黑洞可能遵循某种“质量-自旋模式”。

尽管目前尚无其他系统可用来直接检验这一联系，但研究人员希望未来的观测能够找到类似系统，以便验证这一推测。

模拟还显示，这类黑洞的形成会产生伽马射线暴，可能具有可观测性。

寻找这些伽马射线特征将有助于验证所提出的形成机制，并揭示此类大质量黑洞在宇宙中究竟有多常见。

最终，如果这一联系得到证实，将帮助天文学家更深入地理解黑洞的基本物理。

#参考来源： https://www.simonsfoundation.org/2025/11/10/mysterious-impossible-merger-of-two-massive-black-holes-explained/ https://doi.org/10.3847/2041-8213/ae0d81 #图片来源： 封面图&首图：Ore Gottlieb/Simons Foundation

神秘！宇宙最恐怖的十大星球，科学家揭开另类外貌

这些系外行星种类繁多，从覆盖着熔岩浆的海洋到极端温度，从全是钻石组成到深度冻结，有些行星在黑暗中游荡在宇宙，有些行星的年限很长，一年相当于地球的90万年。

这些奇奇怪怪的星球为科学家们揭开了宇宙的另类样貌。

WASP-12b：吞噬光的星球 大小：1.8个木星 轨道周期：1.1个地球日 这颗行星是“一个黑暗的、注定要毁灭的星球。

” 首先，这颗行星WASP-12b表面可吸收94%的光线，因此它的外观看起来是黑漆漆的，就像沥青一样黑。

其次，这颗行星的寿命很短（按照天文单位来评估）它的母恒星正在以每年189万亿吨的速度消耗这个可怕的行星。

按照这个速度，这颗系外行星将在未来1000万年内被恒星完全吞噬。

艺术家想像WASP-12b被WASP-12吞噬的景象 这也是科学家第一次如此明确观测到行星可能被母恒星吞噬这样的事实。

极端的重力导致巨大的潮汐力，这颗行星被拉伸成鸡蛋的形状。

CoRot-7b：两个极端世界 大小：1.7个地球 轨道周期：20小时或0.9个地球日 年龄：15亿岁 CoRot-7b是太阳系外发现的第一颗岩质行星与地球最相似（绝大多数太阳系以外的行星都是气态的）。

它与恒星的距离是地球与太阳距离的60倍。

因此，这颗行星经历着异常强烈的日出，白天它的温度高达1500摄氏度，这个温度足以融化和汽化岩石。

而另一半则严寒，温度低至-176摄氏度。

更令人惊奇的是这颗行星被锁定在一个固定的位置上，所以它的一面总是向着太阳，而另一面总是背对太阳，这颗行星就像是两个极端的世界，星球上存在生命的概率为零。

GJ 436b：违反物理定律的行星 大小：约与海王星一样大 轨道周期：2.6个地球日 距离地球30光年的地方有一颗GJ 436 b行星，这颗行星有一条气态的尾巴。

这颗行星表面的温度大约为438摄氏度，热到足以蒸发水。

但是其内部气压非常大，因此其表面上的水蒸气又会凝结成冰或水。

也就是说，GJ 436 b是一颗燃烧的冰的行星。

不过和地球上的冰不一样的是这个星球上的冰具有更密集排列的晶体结构，它是由于行星核心的强大引力而形成的。

55 Cancri E -钻石星球 大小：约2个地球 轨道周期：18个小时或0.7个地球日 巨蟹座55e是迄今为止发现的密度最大的固态行星。

它的质量和密度分别是地球的7.8倍和2倍。

巨蟹座55e与地球的比较 巨蟹座55e又被认为是一颗碳行星。

具有极端热量和压力的碳基大气将这颗系外行星的三分之一压缩成钻石。

据估计这颗行星目前的价值为26.9百万美元（1百万美元为10³⁰）。

这个星球的表面是不适合居住的，因为它被熔化的熔岩所覆盖。

当表面的熔岩反射到星球的黑暗面时，这个世界的天空会闪闪发光。

这颗行星只有一面面向恒星，另一面是完全黑暗的。

Kepler-16b：太阳落山两次 大小：体积和土星相当 轨道周期：229个地球日 开普勒-16b是开普勒望远镜发现的第一颗环绕两颗恒星的行星。

也就是说如果你能站在它的表面，你能看见有两个太阳。

卢克·天行者的家乡行星塔图因 这颗行星主要由岩石组成，它位于两颗恒星的 "宜居区 "之外，虽然可能存在液态水，但是它的恒星比我们的太阳更冷，所以这颗行星可能很冷，使得星球上可能没有生命。

TYC 8998-760-1 b：母恒星还是个baby 大小：3个木星 轨道周期：2063.1年 这颗行星的恒星大小与太阳差不多，但是它极为年轻大约只有1700万年的历史，相当于恒星中的婴儿。

这意味着TYC 8998-760-1 b行星也是刚刚形成的，因此，它能发出强大的光芒从而被地面望远镜探测到。

NASA将这颗行星归类为褐矮星，这意味着它既不是一颗恒星，也不是一颗行星。

褐矮星是一个神秘的世界，关于它们的属性和外观有许多未解之谜。

它们的质量太大，不能成为行星，但又不够大，不能成为恒星。

TOI-849 b：被母恒星吹的底裤都没了 大小：0.6个木星 轨道周期：0.8个地球日 TOI 849 b行星于2020年被发现，它的质量是地球的40倍，距离地球700多光年。

它离自己的恒星十分的近，围绕恒星一周只需要不到一天的时间。

这么近的距离也就意味着它会遭受母恒星的辐射，因此或多或少会失去一些大气。

结果，这个行星的大气却被恒星的强烈辐射吹得一干二净。

按照天文学家的推论，这颗行星在形成时应该吸收大量氢和氦，然后继续成长为类似木星、质量达地球数百倍的系外行星。

然而在数据中，科学家们看不到任何气体，从严格意义上来讲这已经不是行星，而可能是巨行星被剥离气体后裸露的巨大内核，这是迄今为止天文学家见到的第一次。

Ogle-2005-Blg-390lb：冰冻的荒原 轨道周期：10年 Ogle-2005距离地球约2万光年，它位于银河系的中心位置。

这颗行星曾被认为和地球十分相似，它有岩石核心，并拥有一层稀薄的大气。

不过它的恒星温度比太阳较低，且它离自己的恒星又太远了，所以这颗行星的表面都覆盖着一层厚厚的冰，包括冰川和巨大的冰山。

它的表面温度为零下220摄氏度，是宇宙中已知的最冷的系外行星之一。

在这样的温度环境下，地球上的水、氨、甲烷、氮气等液体和气体，只要搬到这颗行星上，它们将会被凝固。

Hat-P-7b：下红宝石和蓝宝石雨的星球 大小：16个地球 HAT-P-7b 位于天鹅座内，距离地球约 1000 光年。

天文学家们在这颗行星上检测到了强大的风向变化迹象--强风环绕着行星，将巨大的堆积云层从夜间一侧推送到白天一侧，然后消失。

这是首次在太阳系外的气态巨行星上探测到天气。

行星的云层中含有丰富的氧化铝，它是形成红宝石和蓝宝石的刚玉物质。

因此，当这个星球在遭受猛烈的风暴时，天空中也可能在噼里啪啦地下着红宝石和蓝宝石雨。

致命的X射线折磨 轨道周期：8.5天 这颗名为AU Mic b的行星是在2020年被发现的，它距离地球不到32光年，是天文学家观察到的最年轻的行星之一。

它的恒星脾气特别大，它将AU Mic b行星囚禁在一个隐约可见的幽灵尘埃盘中，并不断地用致命的 X 射线和其他辐射来折磨它，任何生命都无法在此生存。