天文學家可能已經探測到了有史以來發現的最大規模的兩個黑洞碰撞事件，這發生在大約70億年前，但是其跡象才剛剛到達我們面前。這一災難性事件為研究人員提供了一個近距離觀察位置，見證了宇宙中最難以捉摸天體之一的誕生。這場遙遠的表演包括兩個主要角色：一個黑洞的質量大約是我們太陽的66倍，另一個黑洞的質量大約是我們太陽的85倍。這兩個黑洞緊緊地靠在一起，每秒圍繞著彼此快速旋轉數次，最終在劇烈的能量爆發中撞在一起，給整個宇宙帶來了衝擊波。它們合併的結果產生一個單一黑洞，質量大約是我們太陽的142倍。

這樣的發現對天文學家來說可能是個大發現。到目前為止，科學家們已經能夠探測和間接觀察到兩種不同大小範圍的黑洞。較小的種類是我們太陽質量的5到100倍之間。在光譜的另一端，則是超大質量黑洞，於星系中心的那種黑洞，其質量是我們太陽質量的數百萬倍和數十億倍。古往今來，科學家們一直在試圖找出介於兩者之間的黑洞，即所謂的”中間質量黑洞”，它們的質量從太陽的100倍到1000倍不等。天文學家確信這種黑洞一定存在，但一直沒有找到任何直接證據證明它們的存在。麻省理工學院LIGO實驗室研究引力波的助理教授Salvatore Vitale表示：”人們找不到任何中間黑洞，這一直是個令人困惑的問題。它們是具有幾十個太陽質量的黑洞和數百萬個太陽質量的黑洞之間缺失環節，人們在這兩者之間找不到任何東西，這總是有點令人費解。”

今天在《物理評論通訊》和《天體物理學雜誌通訊》雜誌上詳細介紹了這一發現，我們可能首次發現了一個中等質量黑洞的誕生。關於超大質量黑洞如何變得如此之大的一種理論是，較小的黑洞一次又一次地合併，合併到它們變得巨大。但如果是這樣的話，宇宙中的某處一定會有中間黑洞。這就是為什麼天文學家一直在廣泛地尋找這些，因為它們將有助於解決這個難題。為了探測這種黑洞之舞，科學家測量了合併產生的微小衝擊波。當像黑洞這樣令人難以置信的巨大物體合併時，它們會扭曲空間和時間，在宇宙的結構中產生漣漪，以光速從事件中向外射出。這些漣漪被稱為引力波，當它們產生時是巨大的，但當它們到達我們的星球時，卻非常微弱，而且非常難以探測。

由於美國和意大利的天文台，科學家們已經非常擅長探測這些微小的引力波。這些被稱為LIGO和Virgo觀測站是專門用來探測這些來自大災變合併的無限小波。自從LIGO在2015年首次探測到引力波以來，天文台已經積累了令人印象深刻的成果，探測到了大約67次黑洞、中子星以及黑洞與中子星的合併。今天公佈的探測結果也是LIGO和Virgo觀測站發現的最遠一次合併，波及到我們需要70億年。這個名為GW190521的事件是在2019年5月21日探測到的，它非常微弱，很容易被錯過。LIGO和Virgo的探測器只接收到了來自合併的四個小波，這些擾動只持續了十分之一秒。科學家們在處理這些數據時，使用了四種不同的算法來尋找這些波動，最終讓他們能夠精確地確定合併的質量，以及釋放了多少能量。