當兩個黑洞合併後，理論上新形成的黑洞會產生振盪，並以重力波形式逐漸衰減，這段過程產生的重力波訊號特徵稱為「振鈴衰減」（ringdown）。依照廣義相對論，振鈴衰減應只取決於黑洞的質量與自轉。然而，如果黑洞周圍存在暗物質與其產生的重力場，這些額外的結構或物質可能形成所謂的「黑洞毛髮」（black hole hair），並在重力波訊號中留下可辨識的特徵。日本名古屋大學與近畿大學的物理學家如今提出一種作法，或可預測這些黑洞毛髮如何改變重力波訊號。
研究團隊利用電腦模擬，將黑洞毛髮設定為覆蓋在史瓦西黑洞（靜止黑洞）與克爾黑洞（自轉黑洞的其中一種）外圍，一層薄薄的各向異性流體，並利用具有黑洞振鈴衰減的重力波與光子繞行黑洞事件視界外圍彎曲軌道之間的既有理論關係，計算額外物質對振盪頻率與衰減率的影響。結果發現，這兩項參數的變化幅度並不相同，而其差異取決於光子軌道附近隱藏物質的局部壓力。換言之，若未來能精確量測黑洞合併後重力波的振盪頻率與衰減速度，不僅能夠解析出黑洞周圍是否存在額外結構，甚至有機會推測位於其中未知物質的物理性質。
研究人員利用三種已知的理論黑洞模型進行電腦模擬測試，並進一步延伸至具有自轉的黑洞。對克爾黑洞而言，沿著黑洞自轉方向與逆向運行的光子，對周圍隱藏物質的反應並不相同，因此黑洞毛髮對振鈴衰減頻率與速率的影響也會隨軌道方向而異，而具體變化則取決於隱藏物質的種類。這使得自轉黑洞的分析更加複雜，卻也提供更多可用來辨識黑洞周圍環境的觀測線索。
這項方法的優點，在於不必針對每一種可能的黑洞毛髮重新建立完整模型，而能以統一架構預測額外物質或新的物理效應如何改變黑洞振鈴衰減。雖然目前結果仍屬理論上的初步估算，但它為未來重力波觀測提供了明確的搜尋方向。隨著偵測器靈敏度持續提升，天文學家或許能藉由振鈴衰減訊號特徵，同時測量黑洞的質量、自轉與周遭額外結構，進一步檢驗極端重力環境下的廣義相對論，並探索暗物質或其他未知物理的可能蹤跡。
