在大约70亿光年之外，两个黑洞在漫长的时间里越靠越近，最终以一声剧烈的轰鸣相撞，在此过程中形成了一个新的黑洞。宇宙中的这种扰动导致时空拉伸、塌缩，甚至抖动，产生称为引力波的涟漪，这些涟漪于2019年5月21日抵达我们地球的家园。
科学家们利用位于美国的一对相同、长达两英里半的干涉仪——LIGO（激光干涉引力波天文台），以及位于意大利、长约两英里的探测器——Virgo，周三宣布他们探测到了这次宇宙碰撞，并且它正在刷新各项纪录：这是迄今为止观测到的最大、最远、能量最高的黑洞合并事件。这也是首次确切发现由黑洞合并形成的中等大小黑洞，其质量约为太阳的142倍。这些发现于周三发表在一篇详细描述该发现的论文中，发表在Physical Review Journals上，另一篇详细描述该事件影响的论文发表在Astrophysical Journal Letters上。
名为GW190521的合并信号仅持续了十分之一秒——但科学家们立即意识到，与LIGO在2015年探测到的两个碰撞黑洞发出的低沉“啁啾”声相比，这非同寻常，后者证实了爱因斯坦关于时空的精妙理论。“这是人类自宇宙大爆炸以来观测到的最巨大的‘爆炸’，”参与该研究的加州理工学院天文学家艾伦·温斯坦（Alan Weinstein）说。它或许能为我们揭示宇宙为何呈现出我们所看到的样貌提供线索。
计算机算法分析了信号，最终使科学家们能够确定合并的质量以及释放了多少能量。两个原始黑洞的质量分别约为66和85个太阳质量，合并成了一个142个太阳质量的黑洞。剩余的八个太阳质量将转化为引力波能量。
到目前为止，科学家们能够探测到并间接观测到两种不同大小范围的黑洞：恒星级黑洞，质量从几个太阳质量到几十个太阳质量不等；以及超大质量黑洞，质量从数十万到数十亿个太阳质量不等。然而，探测到GW190521的天文学家们目睹了一种特殊品种黑洞的诞生：“中等质量”黑洞。此前曾发现过一些潜在的中等质量黑洞，但这是其存在的第一个直接证据。
这个奇特的信号是由两个同样奇特的黑洞合并产生的：合并黑洞中较重的一个，质量为85个太阳质量，是迄今为止在所谓的“双星不稳定性质量空隙”中探测到的第一个黑洞。一颗塌缩的恒星不应该产生一个质量介于65到120个太阳质量之间的黑洞，因为最巨大的恒星会在伴随其塌缩而来的超新星爆发中被摧毁。根据温斯坦的说法，一种可能的解释是天文学家所说的层级合并——当较轻的恒星级黑洞合并成更重的黑洞，然后这些黑洞又合并成更重的黑洞，不断整合，直到它们变得异常巨大。
城市大学纽约研究生中心的天体物理学家 K.E. Saavik Ford（未参与该研究）表示，这一发现尤其令人兴奋：“它是直接由恒星塌缩形成的黑洞与我们在星系中心发现的超大质量黑洞之间的桥梁。”正如 Saavik Ford 指出的那样，层级合并实际上非常难以实现，因为黑洞残骸必须相互找到，然后合并。“在任何类似正常的情况下，这需要宇宙许多许多许多的生命周期，” Saavik Ford 说，“所以它必须发生在一个非常致密的恒星环境中”，例如活动星系核（AGN）。
今年夏天早些时候，Saavik Ford 和她的团队发表了一篇关于一个黑洞合并事件的论文，该事件伴随着来自同一片天空区域的光爆发，与本周详细介绍的事件类似。尽管这次耀斑和最近论文中概述的合并黑洞之间可能存在联系，但 Ford 正在等待新发现的完整数据集共享，以便从中探寻一些答案。
目前，LIGO 和 Virgo 正在停止观测，但这两个设施将在明年年底升级后重新上线。像温斯坦这样的引力波天文学家希望这些地基引力波探测器能够变得更加灵敏，以便探测更遥远的天体，并回顾宇宙演化的更早时期。“我们需要寻找更多像这次一样奇特的事件——以及更多我们从未见过的奇特事件，”温斯坦说。“那不是很棒吗？”
