导读 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，我们报告了这样的发现，这可能会引发讨论和猜...

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，我们报告了这样的发现，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，但又像城市一样大，突破了我们对极端物质理解的极限。中子星越重，它最终坍缩成密度更大的物体的可能性就越大：黑洞。

这些天体物理物体的密度如此之大，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从宇宙中笼罩起来：事件视界是完全黑暗的表面，光无法从中逃逸。

如果我们要了解中子星和黑洞之间临界点的物理原理，我们就必须在这个边界找到物体。特别是，我们必须找到可以长时间精确测量的物体。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NGC1851星团时，我们发现了一对恒星，这为我们了解宇宙中物质的极端情况提供了新的视角。该系统由一颗毫秒脉冲星(一种快速旋转的中子星，在旋转时将射电光束扫过宇宙)和一个性质未知的巨大隐藏物体组成。

这个巨大的物体是黑暗的，这意味着它在所有光频率下都是不可见的——从无线电到光学、X射线和伽马射线波段。在其他情况下，这将导致研究变得不可能，但正是在这里，毫秒脉冲星为我们提供了帮助。

毫秒脉冲星类似于宇宙原子钟。它们的自旋非常稳定，可以通过检测它们产生的规则无线电脉冲来精确测量。尽管本质上是稳定的，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物体的特性。

我们的国际天文学家团队一直在使用南非的MeerKAT射电望远镜对该系统(称为NGC1851E)进行此类观测。

这些使我们能够精确地详细描述两个物体的轨道，显示它们最接近的点随时间而变化。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。

我们的观测表明，NGC1851E系统的重量几乎是太阳的四倍，而且暗伴星和脉冲星一样，是一个致密天体，比普通恒星密度大得多。最大质量的中子星的重量约为两个太阳质量，因此，如果这是一个双中子星系统(众所周知和研究过的系统)，那么它必须包含两颗迄今为止发现的最重的中子星。

为了揭示伴星的本质，我们需要了解系统中的质量在恒星之间是如何分布的。再次利用爱因斯坦的广义相对论，我们可以对系统进行详细建模，发现伴星的质量介于太阳质量的2.09到2.71倍之间。

伴星的质量落在“黑洞质量间隙”内，该间隙位于最重的中子星(被认为约为2.2个太阳质量)和由恒星塌缩形成的最轻黑洞(约为5个太阳质量)之间。这个间隙中物体的性质和形成是天体物理学中的一个突出问题。

可能的候选人

系统潜在的形成历史。毫秒脉冲星(MSP)是在低质量X射线双星(LMXB)中产生的，留下了一颗白矮星(WD)伴星。后来，通过交换遭遇过程，WD被当前的伴​​星——轻黑洞(BH)或重中子星(NS)所取代——本身就是两个NS之前合并的结果。托马斯·陶里斯.图片来源：奥尔堡大学/MPIfR

那么我们究竟发现了什么?

一个诱人的可能性是，我们在两颗中子星合并(碰撞)残骸周围的轨道上发现了一颗脉冲星。NGC1851中恒星的密集堆积使得这种不寻常的结构成为可能。

在这个拥挤的恒星舞池中，明星们将互相旋转，在无尽的华尔兹中交换舞伴。如果两颗中子星碰巧靠得太近，它们的舞蹈就会以灾难性的方式结束。

它们碰撞产生的黑洞比坍缩恒星产生的黑洞要轻得多，然后它可以自由地在星团中徘徊，直到它发现另一对华尔兹舞者，然后相当粗鲁地插入自己——把较轻的伙伴踢出去正在进行中。正是这种碰撞和交换的机制可能产生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——或者也许两者都没有。

在中子星和黑洞之间的边界处，总是有可能存在一些新的、未知的天体物理物体。

这一发现肯定会引发很多猜测，但已经明确的是，这个系统在理解宇宙最极端环境中物质真正发生的情况方面具有巨大的希望。