不可思议的黑洞
恒星演化理论指出，最巨大的恒星生命终结时，其核心会压缩成一个极其致密的点，弯曲时空至无限，这就是经典的黑洞，质量约为太阳的10到40倍。还有超大质量黑洞，存在于星系中心，质量达到数百万甚至数十亿倍太阳质量，其起源与宇宙早期的过程有关。
在这两者之间，有一类备受争议的黑洞：质量介于40到100倍太阳质量之间的黑洞。它们质量过大，不可能直接由恒星死亡形成，但又不够巨大，无法由庞大物质云坍缩产生。传统恒星物理学认为它们“不可思议”，但它们却频繁出现在探测数据中。
天体物理学家提出，这些大质量黑洞可能是由两个或多个较小、超致密天体合并形成的。这个想法合理，但缺乏证据。直到引力波探测器出现，情况才发生改变。这些探测器利用激光测量由极致密天体碰撞产生的时空微小扭曲。2015年首次探测到黑洞合并事件，随后每一次新信号都帮助科学家更好地了解这些结构，并揭示这类碰撞比之前想象的更为频繁。
第二代黑洞的特征
本月发表在《自然天文学》上的一项研究，分析了全球三大引力波观测站生成的瞬态目录，包含153个可靠的黑洞合并探测信号，其中34个属于特别重的黑洞。
通过对比所有信号，研究团队发现了两种截然不同的黑洞群体。较轻的黑洞（质量约40倍太阳质量以下）自转较小且方向一致，符合恒星坍缩形成的预期。但从约45倍太阳质量开始，出现了另一种完全不同的群体：质量更大、旋转速度快且方向混乱的黑洞——这种统计特征只能由黑洞经历过先前合并后产生。
“这正是黑洞在致密恒星团中反复合并的典型特征，”研究合著者、卡迪夫大学的伊莎贝尔·M·罗梅罗-肖表示。
迄今为止，科学家尚未直接观测到这些“不可思议”的黑洞。它们不像超大质量黑洞那样在X射线或可见光谱中显现，但它们的碰撞会引发时空振动，而这种振动揭示了恒星物理学无法解释的质量范围。
这项研究表明，最重的黑洞是“制造”出来的，而非“天生”形成的。它们源自前一代黑洞的合并，在宇宙中最致密的环境中逐步组装而成。
