相隔7小时的两次引力波，以及一颗超新星

当一颗大质量恒星坍缩时，它会爆发为超新星，并留下一颗中子星或一个黑洞。如果这个残骸处在合适的双星系统中，它可能有朝一日与伴星并合，向整个宇宙发出引力波。但这一天通常在爆发之后很久才会到来：至少约10万年。先坍缩，很久以后才并合——这就是标准图景。

近来的观测开始让这幅图景变得模糊。一些伽马射线暴看起来同时像一次并合和一次坍缩；2025年，两颗“IIb型”超新星——大部分氢已被剥离的恒星发生的爆发——曾与微弱的引力波候选事件一起被讨论，但没有得出确切结论。有一种设想可以解释这类情况：在一颗快速自转的恒星坍缩时，环绕新生黑洞旋转的致密物质盘可能会碎裂成碎块，这些碎块随后在几小时内彼此并合，或落入黑洞。

在档案中搜寻

中国河南省科学院的Sheng Yang、北京师范大学的Zong-Hong Zhu，以及来自中国大陆、中国台湾、美国、澳大利亚、意大利和瑞典的23位同事，进行了系统的搜寻。他们收集了LIGO、Virgo和KAGRA探测器在2019年4月至2025年1月间发布的公开警报——其中43个有一定概率涉及中子星——以及兹威基瞬变设施（Zwicky Transient Facility）发现的676颗剥离型超新星。他们寻找位于某个警报的天区之内、并在警报之后10到30天达到亮度峰值的超新星。

搜寻得到了两个匹配——都指向同一颗超新星：SN 2019rsq。它把2019年9月10日的两个警报联系在一起：先是S190910d，7.1小时之后是S190910h。当时，每个警报都各自触发了后续观测；而这颗超新星直到几周之后才被发现。这三者的关联是事后才浮现出来的。

S190910d（灰色）和S190910h（橙色）的天区在SN 2019rsq所在处重叠（红框，其所在星系见右上）；右下图中，两者的距离范围与超新星的140.6百万秒差距（红线）相容。——图1，Yang等（2026），arXiv:2611.00440。

这对信号有多罕见？

时间相近的警报确实会出现。但这两片天区在三维空间中也相互重叠：它们的距离范围彼此一致，也与超新星的距离——140.6百万秒差距——一致。为了衡量这有多不寻常，团队将警报的日期随机打乱了100万次。互不相关的一对警报在时间和空间上如此接近的概率为7.6 × 10⁻⁵，约为1.3万分之一。在这43个警报中，有十对相隔不到5天，但只有三对在三维空间中重叠，而这一对兼具最短的间隔和最大的重叠。

另一方面，这颗超新星本身并不令人意外：一颗不相关的IIb型超新星恰好在那个时间、在那片空间内爆发的概率约为35%。反常之处在于这对信号；超新星则提供了一颗可能把两者联系起来的坍缩恒星。

两个信号都很弱。重新分析后，两者看起来都像真实信号，并且高于周围数据的背景噪声，但都算不上可靠的探测。一个独立团队此前已经找回了第一个信号，其属于天体物理来源的概率为58%。

每个信号说了什么

信号中携带着并合天体的质量信息。S190910d看起来极不对称：约34倍太阳质量的天体，伴星约为3倍。S190910h则很轻：约2.5倍和1.3倍太阳质量，是典型的中子星质量。

SN 2019rsq于2019年10月1日由Pan-STARRS巡天发现，在第一个信号之后约24天达到亮度峰值——如果恒星正是在那一刻坍缩的，这对IIb型超新星来说是正常的上升时间。数据无法精确确定爆发的时间，但将爆发置于与S190910d相隔三天以内的模型能够再现它的光变。这是一颗演化很快的超新星，位于一个正在形成恒星的受扰星系的潮汐尾上。

一颗恒星，多次并合？

所提出的情景：一颗自转的恒星坍缩成黑洞，其周围的盘发生碎裂（1）；一块3倍太阳质量的碎片落入34倍太阳质量的黑洞，即S190910d（2）；7.1小时后，两块轻碎片并合，即S190910h（3）；之后的相遇可能产生延迟的信号（4）。——图4，Yang等（2026），arXiv:2611.00440。

团队提出了一个共同的起源。一颗快速自转的大质量恒星坍缩成一个数十倍太阳质量的黑洞，周围环绕着一个碎裂成若干碎块的盘。一块成长到约3倍太阳质量的碎块旋进中心黑洞：这就是S190910d。在盘的另一处，两块较轻的碎块结成一对并发生并合：这就是S190910h。计算得出的旋进时间——从约一小时到几小时——足以覆盖7.1小时的间隔。

作者保持谨慎。这些概率并没有考虑所有可能进行过的搜寻；五天后在同一大片天区看到的一次长伽马射线暴，也没有被算作证据。射电巡天一无所获，这使得强大而持久的喷流不太可能存在。无论SN 2019rsq是一次罕见的巧合，还是一颗恒星在死亡时发出多个引力波信号的第一个例子，接下来的观测运行，配合大视场巡天，都应能告诉我们这样的成簇事件是否会不断出现。