黑洞與中子星在稠密星團中的合併,與在很少有恆星的偏遠地區形成的合併完全不同。它們的相關特徵對於研究重力波及其來源可能至關重要。海德堡大學天文計算研究所的Manuel Arca Sedda博士在一項使用計算機模擬的研究中得出了這一結論。這項研究可能會提供對天文學家,在2019年觀察到的兩個巨大恆星物體融合的批判性見解。
比我們的太陽重得多的恆星,通常會以中子星或黑洞的形式結束生命。中子星發出規則的輻射脈衝,使其能夠被探測到。例如,在2017年8月,當觀察到第一次雙中子星合併時,全世界的科學家都用望遠鏡檢測到了爆炸產生的光。另一方面,黑洞通常保持隱藏狀態,因為它們的引力很強,甚至光線也無法逃逸,從而使黑洞對於電磁探測器是不可見的。
如果兩個黑洞合併,則該事件可能是不可見的,但仍可以從時空的波動中以所謂的重力波的形式檢測到。某些探測器,例如美國的「雷射干涉儀引力波天文台」(LIGO),能夠探測到這些波。首次成功的直接觀測是在2015年進行的。該信號是由兩個黑洞融合而成的。但是,該事件可能不是引力波的唯一來源,引力波也可能來自兩個中子星或黑洞與中子星的合併。據Arca Sedda博士說:發現差異是觀察這些事件的主要挑戰之一。
海德堡研究員在研究中,分析了黑洞和中子星對的融合。他使用詳細的計算機模擬來研究由恆星和一個緊湊物體(例如黑洞)組成的系統與融合所需的第三個大型漫遊物體之間的相互作用。結果表明,這種三體相互作用實際上可以促進稠密恆星區(如球狀星團)中的黑洞中子星合併。「可以定義一個動態合併的特殊家族,它與孤立地區的合併明顯不同,」 Arca Sedda博士解釋說。
黑洞與中子星的融合最早是在2019年8月的引力波觀測站觀測到的。然而,世界各地的光學觀測站都無法在引力波信號產生的區域中找到電磁對應物,這表明黑洞完全吞噬了中子星而沒有先將其摧毀。如果得到證實,這可能是在稠密的恆星環境中首次觀察到的黑洞-中子星合併現象,如Arca Sedda博士所述。