中子星与黑洞的合并——宇宙中的一种新型灾难性事件

　　引力波探测器在宇宙中观察到了一种新型的灾难性事件：中子星与黑洞的合并。该现象在 2020 年 1 月被检测到两次。有几种假设可以解释这种混合对的存在。为了解决这个问题，还需要进一步观察。

　　另一个缺失的部分刚刚添加到我们对宇宙现象的了解中。LIGO、Virgo 和 KAGRA 合作宣布首次探测到由黑洞和中子星之间的“混合”合并产生的引力波。这一发现于 2021 年 6 月 29 日发表在天体物理学杂志快报上，涉及在处女座科学合作中工作的 CNRS 研究人员。

　　尽管距离第一次观测引力波只有几年的时间，但这项技术已经产生了大量涉及大质量宇宙物体的现象。LIGO 和 Virgo 探测器已经观察到了黑洞对（或双星）的合并，以及较少见的中子星合并。然而，2020 年 1 月探测到的引力波提供了存在新型系统的证据。这些信号从它们的探测日期起被命名为 GW200105 和 GW200115，是由一个一直预测但直到现在才观察到的过程产生的：称为 NSBH 对的“混合对”的合并，每个对都由一颗中子星和一个黑洞组成。

　　引力波包含有关其来源的宝贵信息，例如组成双星的组件的质量。对信号的分析表明，GW200105 是大约 9 亿年前黑洞和中子星合并的结果，它们的质量分别是太阳的 8.9 倍和 1.9 倍，而 GW200115 则起源于一对 NSBH 对，它们在大约 1十亿年前，质量是太阳的 5.7 倍和 1.5 倍。系统组成部分之间的质量差异表明它们确实是混合双星：较重物体的质量与黑洞的质量相对应，而较轻物体的质量与中子星的质量一致。两个质量之间的差异也可以解释为什么望远镜没有检测到光信号。当一颗中子星接近黑洞时，理论上它会被潮汐力撕裂，导致电磁辐射耀斑。然而，在观察到的两种情况下，黑洞的质量要大得多，一口就可以吞掉中子星，不留痕迹。

　　已经提出了几种假设来解释混合 NSBH 双星的形成。第一个涉及一对在轨道上相互环绕的恒星的演化。在它们生命的尽头，其中一颗恒星可能会变成黑洞，另一颗会变成中子星，同时仍会围绕彼此旋转。根据另一个假设，即动态相互作用，这对的两个组成部分在聚集在一起之前在非常致密的恒星介质中独立形成。这些结果为检测其他混合双星以及观察和理解类似性质的极端现象开辟了道路。