一个国际天文学家团队目睹了有史以来发现的第一个中等质量黑洞的诞生。2019年5月21日，一对重力波观测站-美国的激光干涉重力波观测站（LIGO）和意大利的三公里长探测器Virgo-发现了一个异常的信号，称为GW190521。
该信号类似于四个短时间的摆动，持续时间不到十分之一秒。然而，它揭示了 有史以来发现的第一个中间质量黑洞的形成 。
“天体物理学的一大谜团是如何形成超大质量黑洞？它们是房间里的百万头太阳能大象。它们是从恒星坍塌时产生的恒星质量黑洞中生长出来的，还是通过未发现的方式而诞生的？我们长期以来一直在寻找一个中等质量的黑洞，以弥合恒星质量和超质量黑洞之间的差距。现在，我们有证据证明存在中等质量的黑洞。” 天体物理学跨学科探索与研究中心（CIERA）的克里斯托弗·贝里（Christopher Berry）说。
参与此事件的一个物体是一个黑洞，其质量是太阳的85倍。就其本身而言，这是一个出乎意料的发现-这种物质被认为是不稳定的，从而阻止了这种大小的黑洞的形成。人们认为黑洞存在一对不稳定的质量间隙，从而防止了这些物体在一定质量范围内形成，包括像这样的物体。
这次合并中涉及的另一个黑洞有大约66个太阳质量。
超宇宙质量恒星的坍塌会在现代宇宙中形成黑洞，这些恒星在生命的尽头将耗尽燃料。这些恒星质量的黑洞是这些天体中最常见的类型，通常质量比太阳大几十倍。
在星系中心附近，超大质量黑洞是宇宙的怪物，其质量比我们的母星质量高出几十万至数十亿倍。
但是，碰撞的两个参与者中较大的一个以及碰撞产生的黑洞的质量大于恒星质量的黑洞，实际上，认为与该碰撞产生的黑洞一样大的黑洞存在。
恒星在其大部分生命中都过着平衡的核反应力和恒星向内拉力之间的平衡。随着恒星的老化，它会不断融合更重的元素，直到产生铁并且核聚变停止。然后，引力消失，恒星自身坍缩，形成核心坍缩的 超新星，偶尔会产生黑洞。
对于质量不超过130太阳质量的恒星，通常会产生质量约为太阳65倍的黑洞。但是，在质量更大的恒星中，高能光子会转化为物质-电子和正电子对。它们对垂死的恒星施加的压力较小，使恒星不稳定，从而导致爆炸。
“当辐射压力降低时，恒星坍塌。当恒星坍缩时，恒星变热并变稠，从而引发爆炸性核反应。正是这些破坏了恒星，”贝瑞说。
超过200个太阳质量的恒星克服了这个问题，可以直接塌陷到质量是太阳质量120倍或更大的黑洞中。
但是，这表明黑洞的质量不应超过太阳的65至120倍。参与该事件的两个物体中较大的一个约为85太阳质量，这对这一对不稳定的质量差提出了挑战。
“自2015年首次被发现以来，经过了无数次引力波观测，令人兴奋的是，宇宙仍在向我们投掷新东西，而这个质量为85太阳能的黑洞确实是曲线球，”博士Chase Kimball 。西北大学的学生说。
如果这个恒星不是由恒星的坍塌直接形成的，研究人员认为它可能是两个或多个黑洞合并的产物，这个过程称为分级合并。
这次碰撞发生在距地球163亿光年的光年后，留下了一个黑洞，其大小是我们太阳质量的142倍。这次爆发产生的能量发生在宇宙大约是其当前年龄的一半时，它在到达地球之前花了大约70亿年时间穿越宇宙。这使该碰撞成为重力波观测仪记录的最遥远的物体。
“这看起来并不像a，这是我们通常会检测到的。法国国家科学研究中心的研究员纳尔逊·克里斯滕森说，这更像是“爆炸”的东西，这是LIGO和处女座所看到的最大的信号。
考虑到局势的严重性
引力波是时空结构中的涟漪。大型事件（例如，大型物体之间的碰撞）会在时空中产生涟漪，就像岩石被扔进池塘时所产生的涟漪一样。
寻找引力波是天文学的最新分支，需要巨大的探测器。LIGO长四公里，处女座长四分之三。
重力波天文台几乎看到的每个目标都是黑洞和/或中子星之间的泰坦尼克号碰撞。这一发现是重力波天文学家迄今记录的最重大的事件。
引力波观测是革命性的。每次新检测都会使我们更好地了解黑洞的形成方式。有了这些引力波的突破，直到我们有足够的数据来揭示黑洞是如何诞生以及它们如何成长的秘密之后，它才不久。
当这对黑洞绕它们共同的重心旋转时，它们也旋转，就像我们每年绕太阳旋转时地球每天旋转一次一样。它们的旋转轴（想像穿过地球南北两极的一条线）偏离了黑洞彼此环绕的平面。这导致了黑洞的进动，就像旋转的陀螺慢慢消失一样，它的轴线每次旋转都更靠近地面。
当两个黑洞相遇时，碰撞形成了一个质量为142个太阳质量的新黑洞，相当于8个太阳质量的物质被转换为以引力波的形式分布在整个空间中的能量。
该事件标志着天文学家使用旨在检测引力波的仪器检测到的最巨大的源。这一发现使物理学家迈出了一步，即了解宇宙中最奇怪的物体之一- 黑洞的性质。
