有时天文学家会在天空中遇到我们无法轻易解释的物体。在我们发表在《科学》杂志上的新研究中，我们报告了这样一个发现，这可能会引发讨论和猜测。

　　中子星是宇宙中密度最大的物体之一。它们像原子核一样紧凑，但又像一座城市一样大，它们突破了我们对极端物质的理解的极限。中子星越重，就越有可能最终坍缩成密度更大的东西:黑洞。

　　这些天体的密度如此之大，它们的引力如此之强，以至于它们的核心——无论它们是什么——都被事件视界永久地遮蔽在宇宙之外:表面是完全黑暗的，光线无法逃脱。

　　如果我们想要了解中子星和黑洞之间临界点的物理学，我们必须在这个边界上找到物体。特别是，我们必须找到可以在很长一段时间内进行精确测量的物体。而这正是我们所发现的——一个既不是中子星也不是黑洞的物体。

　　当我们深入观察NGC 1851星团时，我们发现了一对恒星，这为我们提供了一个研究宇宙中极端物质的新视角。该系统由一颗毫秒脉冲星(毫秒脉冲星是一种快速旋转的中子星，在旋转时将射电光束扫过宇宙)和一颗巨大的、性质未知的隐藏物体组成。

　　这个巨大的物体是黑暗的，这意味着它在所有频率的光线下都是不可见的——从无线电到光学、x射线和伽马射线波段。在其他情况下，这将使研究变得不可能，但正是在这里，毫秒脉冲星帮助了我们。

　　毫秒脉冲星类似于宇宙原子钟。它们的自旋非常稳定，可以通过探测它们产生的常规无线电脉冲来精确测量。虽然本质上是稳定的，但当脉冲星运动或其信号受到强引力场影响时，观测到的自旋会发生变化。通过观察这些变化，我们可以测量脉冲星轨道上天体的性质。

　　我们的国际天文学家团队一直在使用南非的MeerKAT射电望远镜对这个被称为NGC 1851E的系统进行观测。

　　这使我们能够精确地详细描述这两个物体的轨道，表明它们最接近的点随着时间的推移而变化。爱因斯坦的相对论描述了这种变化，变化的速度告诉我们系统中物体的总质量。

　　我们的观测显示，NGC 1851E系统的质量几乎是太阳的四倍，而这个黑暗的伴星，就像脉冲星一样，是一个致密的物体——比普通的恒星密度要大得多。最大的中子星的质量大约是两个太阳的质量，所以如果这是一个双中子星系统(众所周知的系统和研究)，那么它必须包含两颗迄今为止发现的最重的中子星。

　　为了揭示伴星的性质，我们需要了解系统中的质量是如何在恒星之间分布的。再次使用爱因斯坦的广义相对论，我们可以详细地模拟这个系统，发现伴星的质量在太阳质量的2.09到2.71倍之间。

　　伴星的质量落在“黑洞质量缺口”之内，这个缺口介于最重的中子星(大约2.2个太阳质量)和最轻的黑洞(大约5个太阳质量)之间。在这个间隙中物体的性质和形成是天体物理学中一个突出的问题。

　　那么我们到底发现了什么呢?

　　一个诱人的可能性是，我们已经发现了一颗脉冲星，它围绕着两颗中子星合并(碰撞)的残骸运行。这种不寻常的结构是由ngc1851中密集的恒星构成的。

　　在这个拥挤的恒星舞池里，恒星们会绕着彼此旋转，在无休止的华尔兹舞曲中交换舞伴。如果两颗中子星碰巧靠得太近，它们的舞蹈将以灾难性的方式结束。

　　由它们碰撞产生的黑洞比坍缩恒星产生的黑洞要轻得多，然后可以自由地在星团中游荡，直到它在华尔兹中找到另一对舞者，并在这个过程中相当粗鲁地把较轻的舞伴踢出去。正是这种碰撞和交换的机制产生了我们今天观察到的系统。

　　我们还没有完成这个系统。工作已经在进行中，以最终确定伴星的真实性质，并揭示我们是否发现了最轻的黑洞或最大的中子星，或者两者都没有。

　　在中子星和黑洞之间的边界上，总是有可能存在一些新的、未知的天体物理物体。

　　在这一发现之后肯定会有很多猜测，但已经很清楚的是，当涉及到理解宇宙中最极端环境中物质的真实情况时，这个系统有着巨大的希望。

　　由The Conversation提供

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　　引文:黑洞，中子星还是什么新东西?我们发现了一个无法解释的物体(2024年1月20日)，从https://phys.org/news/2024-01-black-hole-neutron-star-defies.html检索到2024年1月21日

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