黑洞碰撞概念图。（图片来源：Science Photo Library）

天文学家自己都没想到，引力波探测到了迄今为人所知的、最大规模的黑洞合并事件。这次合并强大、遥远，且令人困惑。9月2日，《物理评论快报》和《天体物理学期刊快报》分别上线文章，介绍了这项发现。

此次黑洞合并最早发现于2019年5月21日，合并产生的引力波被美国激光干涉引力波天文台（LIGO）和意大利处女座干涉仪（Virgo）探测到，合并事件被命名为GW190521。

两个探测器感应到了黑洞合并产生的最后四个波纹，波纹频率在一百毫秒内从30赫兹升至80赫兹。根据探测到的引力波，天文学家可以估算黑洞质量。此次合并事件中，两个黑洞的质量分别是太阳的85倍和66倍，合并后形成的新黑洞质量接近150个太阳。

按现有理论，如此质量级别的黑洞不太可能发生合并。一颗大恒星的坍缩会导致黑洞的形成，而由恒星坍缩形成的黑洞，其太阳质量不会在65-120之间。因为恒星即将寿终正寝时，炽热的核心会触发氧核爆炸聚变，导致整个星球被撕裂。此外，大型黑洞的合并往往更早发生，不会被探测器发现。

为了解释这一探测结果，研究人员推测，大爆炸发生后不久，原始黑洞会自发演变出一批黑洞，这些黑洞规模大小不一。而黑洞之所以足够大，是因为它们早期已经发生过合并事件。

按理说，第一次黑洞合并发生后，新的黑洞会被先前产生的引力波踢出原本所在的星团。新黑洞停留在可能发生二次合并区域的情况非常罕见。不过，天文学家推测，如果黑洞都处在拥挤的银河系中心，合并事件发生的概率更大，因为那里有足够大的重力，可防止反冲物体射出。

此次合并事件发生的具体星系尚未确定。但合并发生大约一个月后，研究人员在大致相同的区域追踪到一次类星体的耀斑，这可能是合并事件引起的。

这是两台引力波探测器今年第二次探测到非常规的黑洞合并事件。6月，科学家利用探测器发现了了一个太阳质量为2.6的黑洞。通常这一量级的天体不会被认为是黑洞，因为太轻了，但将之定义为中子星的话，量级又太大。

相关论文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.101102

https://doi.org/10.3847/2041-8213/aba493