在距離地球75億光年的地方，兩個黑洞，每一個都有長島那麼大，在以每秒幾次的速度快速旋轉，然後在一次巨大的爆炸中粉碎在一起，向整個宇宙發出衝擊波。正常情況下，像這樣的暴力結合是黑暗事件，但天文學家認為他們看到了一道閃光從這個天體舞蹈中出現——這可能是有史以來第一次看到來自黑洞合併的光。

這是一個獨特的發現，因為黑洞以根本不發光而臭名昭著。這些超稠密的物體是如此巨大，以至於沒有任何東西能逃脫它們的引力——甚至光也不能。那麼，研究人員究竟是如何從兩個本不該耀斑的黑洞中看到耀斑的呢？

根據發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）雜誌上的一項新研究，黑洞可能正好在正確的時間出現在正確的地方。當它們一起旋轉時，它們被放置在一個巨大的氣體和塵埃盤中。這個物質圓盤跨越光年，實際上環繞著第三個黑洞——銀河系中心的超大質量黑洞。由於決鬥的黑洞就在這個塵土飛揚的環境中，它們的旋轉和最終的合併產生了類似衝擊波的東西，衝擊周圍的灰塵和氣體。這加熱了附近的物質，使它發出比正常情況下更亮的光，並讓地球的研究人員發現了它。

加州理工學院天文學研究教授、這項研究的主要作者馬特·格雷厄姆告訴《邊緣報》：“如果是兩個黑洞合併，你不會看到任何東西。”。“但是因為黑洞被這些物質包圍，被這個吸積盤包圍，這就不同了。”

研究人員在女巫-**座合作組織的幫助下確定了這個奇怪的事件，這是一個國際科學合作組織，在探測黑洞合併等災難**件方面越來越熟練。更具體地說，獅子座和**座尋找宇宙結構中的微小漣漪，稱為引力波，這些漣漪源於遙遠的天體事件。每當遙遠宇宙中的兩個大質量物體合併時，它們就會在時空結構中產生波動，並以光速向外傳播。當它們到達地球時，這些漣漪非常微小，但LIGO在美國的兩個天文臺和Virgo在義大利的兩個天文臺都非常敏感，足以捕捉到它們。

LIGO在2015年創造了歷史，當時合作首次探測到來自兩個黑洞合併的引力波。從那以後，LIGO和現在的**座在2017年上線，他們一直在加強簡歷，檢測到整個宇宙中的大量合併，包括黑洞、中子星的合併，甚至可能是黑洞與中子星的碰撞。當中子星相撞時，即使物體非常微弱，有時也能被測量其光的天文臺發現。當黑洞相撞時，我們可能直到現在還看不到。康涅狄格大學研究引力波的助理教授奇亞拉·明加雷利（Chiara Mingarelli）沒有參與這項研究，他對《邊緣報》說：“這是一個奇怪而奇妙的事件，事實上我們不知道它們有多罕見。”。

為了找到這顆耀斑，格雷厄姆和他的同事們利用了利戈在發現整個太空的合併方面的成功，幫助他們解決了一個難題。格雷厄姆和他的團隊研究了星系中非常活躍的超大質量黑洞——也就是類星體——他們注意到了一個奇怪的趨勢。有時這些類星體會意外地爆發，毫無預兆地發出超亮的光芒，他們想知道原因。“我們有點說，‘我想知道如果在那種環境中有黑洞會發生什麼？“格雷厄姆說。

兩個格雷厄姆’s的同事薩維克·福特和巴里·麥凱南發表了一篇論文，推測黑洞在這些氣態圓盤中的合併可能導致神祕的耀斑。“星系中心可能有黑洞的想法，非常接近一個超大質量黑洞，實際上是沒有爭議的，” 福特對《邊緣報》說，“[我們]坐下來思考這可能會帶來什麼後果，我們開始充實一個我們認為’我在過去十年一直在追求。”

然後他們決定檢驗這個理論。2019年，LIGO進行了第三次觀測，掃描太空中的新一批合併。與此同時，格雷厄姆和同事們在加州理工學院的茲威基瞬變設施工作，該設施對整個夜空進行調查，尋找遙遠星系中類似耀斑的奇怪行為。天文學家們決定在LIGO的觀測結束後等待大約6個月，看看他們合作發現了多少合併。然後，他們試圖將這些合併與ZTF探測到的耀斑進行比對，看看其中是否有對應的。

一旦他們從獅子座和**座得到了所有潛在的合併，那就只是縮小範圍的問題了。他們將所有用ZTF觀測到的耀斑與LIGO觀測到的合併點進行比對，確保它們與天空的正確部分、與地球的正確距離相匹配。研究小組還研究了時間安排；他們預測，由合併引起的耀斑將在碰撞發生後大約60到100天內發生，因為物體加熱併產生這種輝光需要時間。然後他們確定他們發現的耀斑符合他們預期的正確輪廓，而且看起來不像是由恆星爆炸或其他原因造成的。

這最終導致格雷厄姆和他的團隊找到了黑洞合併。事實上，找到他們理論上的東西是非常令人興奮的。“這是你作為一個科學家夢寐以求的事情，”福特說，“我認為宇宙會這樣做。我要開槍了。“讓宇宙繼續前進，”是的，給你！’”

不過，事情還沒有完全確定。LIGO-Virgo探測到的黑洞合併仍然只是一個候選；它還沒有被正式命名為合併，LIGO也沒有公佈有關探測的詳細資料。但好訊息是，格雷厄姆的團隊在未來可能會得到額外的驗證，他們記錄的耀斑確實來自旋轉的黑洞。當黑洞合併時，形成的黑洞很可能是從周圍塵土飛揚的圓盤中踢出來的。然而，這個黑洞仍在圍繞銀河系中心的超大質量黑洞執行，一兩年後它可能會與熾熱的氣體盤相交，使物質升溫，並引發另一次明亮的耀斑。因此，如果研究小組在同一個星系中看到另一個發光體，他們將非常肯定他們的發現是正確的。

當這種情況發生時，對耀斑的測量可以幫助研究小組更多地瞭解這個星系，更好地限制超大質量黑洞在中心的質量。明加雷利說：“它實際上可以讓我們以以前無法做到的方式，直接探測超大質量黑洞周圍的這些圓盤。”。

這一發現也為天文學家提供了另一條關於遙遠星系形成的線索。它告訴他們在環繞超大質量黑洞的圓盤中可能有奇怪的物體在做奇怪的事情。格雷厄姆說：“不僅僅是一個大的氣體圓盤掉進了超大質量黑洞。“那裡有恆星和黑洞也在做著同樣的事情。”

另外，黑洞在一個巨大的氣態圓盤中的奇異舞蹈可能是我們真正“看到”黑洞在深空合併的唯一方式。這是研究人員可以用來研究宇宙的更多資訊。福特說：“實際上，我們現在有了這個探測器，既有電磁訊號，也有引力波——兩者都提供了資訊。”。“這是一個全新的、完全不同的工具，用於研究星系是如何形成的。”