引力波探測(cè)器探測(cè)到了天文學(xué)家未曾想到的驚人發(fā)現(xiàn)——迄今為止我們所知的最大規(guī)模的黑洞合并事件。2020年9月2日，《物理評(píng)論快報(bào)》和《天體物理學(xué)期刊快報(bào)》分別上線文章，介紹了這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)。

   此次黑洞合并最早被發(fā)現(xiàn)于2019年5月21日，合并產(chǎn)生的引力波被美國(guó)激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）和意大利室女座干涉儀（Virgo）探測(cè)到，合并事件被命名為GW190521。

   兩個(gè)探測(cè)器感應(yīng)到了黑洞合并產(chǎn)生的最后四個(gè)波紋，波紋頻率在一百毫秒內(nèi)從30赫茲升至80赫茲。根據(jù)探測(cè)到的引力波，天文學(xué)家可以估算黑洞質(zhì)量。此次合并事件中，兩個(gè)黑洞的質(zhì)量分別是太陽(yáng)的85倍和66倍，合并后形成的新黑洞質(zhì)量接近150個(gè)太陽(yáng)。

   按現(xiàn)有理論，如此質(zhì)量級(jí)別的黑洞不太可能發(fā)生合并。一顆大恒星的坍縮會(huì)導(dǎo)致黑洞的形成，而由恒星坍縮形成的黑洞，其太陽(yáng)質(zhì)量不會(huì)在65~120之間。因?yàn)楹阈羌磳劢K正寢時(shí)，熾熱的核心會(huì)觸發(fā)氧核爆炸聚變，導(dǎo)致整個(gè)星球被撕裂。此外，大型黑洞的合并往往更早發(fā)生，不會(huì)被探測(cè)器發(fā)現(xiàn)。

   為了解釋這一探測(cè)結(jié)果，研究人員推測(cè)，大爆炸發(fā)生后不久，原始黑洞會(huì)自發(fā)演變出一批黑洞，這些黑洞規(guī)模大小不一。而黑洞之所以足夠大，是因?yàn)樗鼈冊(cè)缙谝呀?jīng)發(fā)生過(guò)合并事件。

   通常第一次黑洞合并發(fā)生后，新的黑洞會(huì)被先前產(chǎn)生的引力波踢出原本所在的星團(tuán)。新黑洞停留在可能發(fā)生二次合并區(qū)域的情況非常罕見。不過(guò)，天文學(xué)家推測(cè)，如果黑洞都處在擁擠的銀河系中心，合并事件發(fā)生的概率更大，因?yàn)槟抢镉凶銐虼蟮闹亓�，可防止反沖物體射出。

   此次合并事件發(fā)生的具體星系尚未確定。但合并發(fā)生大約一個(gè)月后，研究人員在大致相同的區(qū)域追蹤到一次類星體的耀斑，這可能是合并事件引起的。

   這是兩臺(tái)引力波探測(cè)器今年第二次探測(cè)到非常規(guī)的黑洞合并事件。2020年6月，科學(xué)家利用探測(cè)器發(fā)現(xiàn)了一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量為2.6的黑洞。通常這一量級(jí)的天體不會(huì)被認(rèn)為是黑洞，因?yàn)樘p了，但將之定義為中子星的話，量級(jí)又太大�！�