黑洞合并可能会发出双重啁啾，给我们关于它们形状的线索。

物理学家通过探测引力波来寻找合并的黑洞和其他类似的宇宙事件，从中他们可以收集到有价值的信息，比如先驱黑洞的质量，以及合并产生的最后一个更大的黑洞的质量。现在，一组科学家发现了来自超级计算机模拟的证据，这些波可能还会编码合并黑洞的形状，因为它们最终形成了黑洞，根据发表在自然·通信物理杂志上的一篇新论文。

广义相对论预测，两个合并的黑洞应该会发出强大的引力波--时空结构中的涟漪非常微弱，很难探测到。这些信号的波形相当于两个黑洞的音频指纹，这两个黑洞相互螺旋向内，合并成一个巨大的碰撞事件，在整个时空中发出强大的冲击波。物理学家们在两个黑洞碰撞时，在数据中寻找一种具有说服力的啁啾模式。新残留的黑洞在撞击的力量下振动，这些振动--因为它很像被敲打的钟声--也会产生引力波。这两个黑洞的波形就像是两个黑洞向内旋转，合并成一个巨大的碰撞事件，在时空中发出强大的冲击波。物理学家们在数据中寻找两个黑洞碰撞时的啁啾模式。新残留的黑洞会因撞击产生的力量而振动，而这些振动--因为它很像敲钟的声音--也会产生引力波。此外，引力波信号有多个频率，称为泛音，它们以不同的速率(衰减)衰减，每个音调对应于新黑洞的振动频率。

LIGO通过激光干涉测量来探测这些引力波，使用高功率激光来测量相距几公里的两个物体之间距离的微小变化。(LIGO在华盛顿州汉福德和路易斯安那州利文斯顿都有探测器，而意大利的第三个探测器Advanced Virgo于2016年上线。)。2015年9月14日，美国东部夏令时上午5点51分，两个探测器首次在毫秒内接收到信号。

从那时起，LIGO进行了升级，并又进行了两次运行，于2019年4月1日开始第三次运行。在一个月内，合作小组又探测到了五个引力波事件：三个来自合并的黑洞，一个来自中子星合并，另一个可能是中子星/黑洞合并的第一个实例。

最近，在2020年6月，合作宣布在2019年5月21日检测到双星黑洞合并(指定为S190521g)。就在上个月，LIGO和处女座的合作宣布，它探测到了来自另一次黑洞合并的引力波信号。这是合作迄今检测到的最大规模和最遥远的合并，也产生了迄今为止检测到的最具活力的信号。与通常的啁啾相比，它在数据中表现得更具冲击力。这次探测也标志着首次直接观测到中等质量的黑洞。

据佐治亚理工学院研究生、这篇最新论文的合著者克里斯托弗·埃文斯(Christopher Evans)称，他和他的同事对黑洞碰撞进行了超级计算机模拟，然后将残余黑洞发出的引力波与其最终形成时迅速变化的形状进行了比较，结果发现，标准的引力波观测通常从残余黑洞的顶部研究合并。埃文斯说，当研究小组从残骸赤道的角度观察这一事件时，模拟显示引力波信号比人们通常认为的要丰富和复杂得多。

当我们从黑洞的赤道观察黑洞时，我们发现最终的黑洞发出了更复杂的信号，在它消亡之前，它的节距会上下波动几次，西班牙圣地亚哥德孔波斯特拉欧洲加利西亚高能物理研究所的合著者胡安·卡尔德龙·巴斯蒂略(Juan Calderón Bustillo)说。换句话说，黑洞实际上发出了几次啁啾声。

而这个更复杂的信号似乎也编码了关于最终残存黑洞将呈现什么形状的信息。巴斯蒂洛说，当两个原始的母黑洞大小不同时，最终的黑洞最初看起来就像栗子，一边是尖端，另一边是更宽、更平滑的背部。事实证明，黑洞通过其最弯曲的区域，也就是其尖端周围的区域，发出了更强烈的引力波。这是因为残存的黑洞也在旋转，它的尖端和背面反复指向所有的观测者，产生多个啁啾。

作者的结论是，LIGO/Virgo探测器现有的灵敏度应该足以在他们的数据中观察到这种合并后的啁啾特征。