宇宙級併吞事業，新重力波事件揭示黑洞經歷二次合併

2024 年底，LIGO-Virgo-KAGRA 合作計畫探測到 2 場重力波事件，皆由雙黑洞碰撞並融合成新生黑洞。然而分析結果驚訝發現，這些互相碰撞的黑洞也曾是其他黑洞融合後產物，如今它們遇上其他黑洞對象，再次碰撞並融合成另一個新黑洞。

第一個重力波事件稱為 GW241011，距離地球約 7 億光年，由 2 個質量分別約太陽 20 倍與 6 倍的黑洞碰撞合併。據測量，GW241011 事件內較大黑洞是迄今觀測旋轉速度最快的黑洞之一。

一個月後，LIGO-Virgo-KAGRA 再於 2.4 億光年外探測到 GW241110 重力波事件，由質量約太陽 17 倍和 8 倍的黑洞合併引起。

▲ 2024 年 10 月、11 月探測到 GW241011、GW241110 重力波事件。（Source：內華達大學拉斯維加斯分校）

迄今我們已透過重力波觀測約 300 次黑洞合併事件，當中多數黑洞都沿與公轉軌道相同的方向旋轉，然而科學家發現 GW241110 事件中的較大黑洞，自旋方向與公轉軌道方向相反，在所有同類事件尚屬首次。

這兩場雙黑洞碰撞事件都有一個黑洞質量比另一個黑洞大得多且快速旋轉，合併後較大黑洞自旋方向與軌道方向相反也成為「二代黑洞」誘人證據，說明這些黑洞過去經由另 2 個母黑洞合併形成。

天文學家解釋，黑洞透過一次又一次碰撞合併、增加質量的過程稱為「分級合併」，新研究表明星團等稠密區域能形成小型黑洞族群，並藉一次又一次相遇合併催生出更大型黑洞。

新論文發表在《天文物理期刊通訊》（The Astrophysical Journal Letters）。

• Pair of distinct black hole mergers sheds new light on their formation and evolution
• Pair of black hole mergers sheds new light on their formation, evolution
• Scientists hear 2 newborn black holes ‘crying’ through ripples in spacetime — and one had a birth unlike anything seen before
• Study: Pair of Distinct Black Hole Mergers Reveals Clues on How They Form and Evolve

（首圖來源：斯威本理工大學/Carl Knox/內華達大學拉斯維加斯分校）