2024年底,LIGO-Virgo-KAGRA合作计划探测到2场重力波事件,皆由双黑洞碰撞并融合成新生黑洞。然而分析结果惊讶发现,这些互相碰撞的黑洞也曾是其他黑洞融合后产物,如今它们遇上其他黑洞对象,再次碰撞并融合成另一个新黑洞。

第一个重力波事件称为GW241011,距离地球约7亿光年,由2个质量分别约太阳20倍与6倍的黑洞碰撞整合。据测量,GW241011事件内较大黑洞是迄今观测旋转速度最快的黑洞之一。

一个月后,LIGO-Virgo-KAGRA再于2.4亿光年外探测到GW241110重力波事件,由质量约太阳17倍和8倍的黑洞整合引起。

 2024年10月、11月探测到GW241011、GW241110重力波事件。(Source:内华达大学拉斯维加斯分校)

迄今我们已通过重力波观测约300次黑洞整合事件,其中多数黑洞都沿与公转轨道相同的方向旋转,然而科学家发现GW241110事件中的较大黑洞,自旋方向与公转轨道方向相反,在所有同类事件尚属首次。

这两场双黑洞碰撞事件都有一个黑洞质量比另一个黑洞大得多且快速旋转,整合后较大黑洞自旋方向与轨道方向相反也成为“二代黑洞”诱人证据,说明这些黑洞过去经由另2个母黑洞整合形成。

天文学家解释,黑洞通过一次又一次碰撞整合、增加质量的过程称为“分级整合”,新研究表明星团等稠密区域能形成小型黑洞群体,并借一次又一次相遇整合催生出更大型黑洞。

新论文发表在《天文物理期刊通信》(The Astrophysical Journal Letters)。

(首图来源:斯威本理工大学/Carl Knox/内华达大学拉斯维加斯分校)