国际LIGO-Virgo-KAGRA合作组在《天体物理学杂志快报》发表论文，报告于2024年10月与11月探测到两次伴随异常黑洞自旋特征的引力波事件。这些引力波探测结果为研究宇宙中的黑洞形成机制提供了新的观测线索。

首次事件GW241011发生于2024年10月11日，距离地球约7亿光年，由质量分别为太阳17倍与7倍的两个黑洞合并产生。该事件中较大黑洞的自转速度达到迄今观测到的最高水平。第二次事件GW241110于2024年11月10日被探测到，距离约24亿光年，由16倍与8倍太阳质量的黑洞合并形成。该事件主要黑洞的自转方向与其轨道方向相反，为首次观测到此类现象。

论文合著者、内华达大学拉斯维加斯分校天体物理学助理教授卡尔·约翰·哈斯特表示：“每一次新的探测都为宇宙提供了重要的见解，提醒我们每次观测到的合并不仅是一个天体物理发现，也是探索物理基本定律的宝贵实验室。根据早期的观测，人们曾预测过这样的双星，但这是它们存在的第一个直接证据。”

LIGO科学合作组织发言人、卡迪夫大学教授斯蒂芬·费尔赫斯特指出：“由于这两个事件中都有一个黑洞的质量明显大于伴星且旋转迅速，它们为黑洞由先前合并形成的理论提供了有力证据。”科学家认为这些黑洞可能通过“分层合并”过程形成于星团等密集环境。

研究团队通过分析GW241011信号中的高次谐波，对爱因斯坦广义相对论的关键预测进行了验证。该事件观测数据与数学家罗伊·克尔描述的旋转黑洞模型高度吻合。此外，快速自旋黑洞的观测结果还对超轻玻色子等超越标准模型的粒子理论形成了约束。

Virgo合作组织发言人Gianluca Gemme强调：“这些探测凸显了全球引力波天文台的观测能力。不寻常的自旋结构不仅挑战了对黑洞形成的认知，也为研究宇宙密集环境中的分层合并提供了证据。”目前LIGO-Virgo-KAGRA网络的第四次观测运行已接近尾声，持续至2025年2月，迄今已发现约300个黑洞合并候选事件。

更多信息： GW241011 和 GW241110：探索双星形成及其非对称高自旋黑洞合并的基础物理，《天体物理学杂志快报》(2025)。期刊信息： 天体物理学杂志快报