Astronomer telah menemukan bukti bahwa sebuah lubang hitam dan bintang neutron bergabung sambil mengikuti orbit berbentuk oval yang tidak biasa, menantang ekspektasi jalur melingkar dalam peristiwa semacam itu. Penemuan ini berasal dari analisis ulang data gelombang gravitasi dari peristiwa yang dikenal sebagai GW200105. Temuan ini menunjukkan bahwa sistem tersebut terbentuk di lingkungan bintang yang dinamis.
Dalam sebuah studi yang diterbitkan pada 11 Maret di The Astrophysical Journal Letters, peneliti dari University of Birmingham, Universidad Autónoma de Madrid, dan Max Planck Institute for Gravitational Physics menganalisis data dari detektor LIGO dan Virgo. Mereka fokus pada sinyal gelombang gravitasi GW200105, yang berasal dari penggabungan bintang neutron dan lubang hitam. Penggabungan tersebut menghasilkan lubang hitam baru sekitar 13 kali massa Matahari. Tim menggunakan model baru yang dikembangkan di Institute of Gravitational Wave Astronomy Universitas Birmingham untuk menilai eksentrisitas orbit dan precesi terkait putaran apa pun. Analisis Bayesian mereka membandingkan ribuan model teoretis dengan sinyal tersebut, menyimpulkan dengan keyakinan 99,5% bahwa orbit melingkar sangat tidak mungkin. Ini menandai pengukuran pertama keduanya, eksentrisitas dan precesi, bersama-sama dalam penggabungan bintang neutron-lubang hitam. Dr. Patricia Schmidt dari University of Birmingham menyatakan, «Penemuan ini memberi kita petunjuk baru yang vital tentang bagaimana objek ekstrem ini bersatu. Ini memberi tahu kita bahwa model teoretis kita tidak lengkap dan menimbulkan pertanyaan baru tentang di mana di alam semesta sistem semacam itu lahir.» Geraint Pratten, seorang Royal Society University Research Fellow di University of Birmingham, menambahkan, «Orbit itu mengungkap rahasianya. Bentuk elipsnya tepat sebelum penggabungan menunjukkan sistem ini tidak berevolusi dengan tenang secara terisolasi tetapi hampir pasti dibentuk oleh interaksi gravitasi dengan bintang lain, atau mungkin pendamping ketiga.» Analisis sebelumnya dari GW200105 mengasumsikan orbit melingkar, yang menyebabkan perkiraan massa lubang hitam terlalu rendah dan perkiraan massa bintang neutron terlalu tinggi. Studi baru tidak menemukan bukti kuat untuk precesi, menunjukkan bahwa eksentrisitas kemungkinan timbul selama pembentukan sistem. Gonzalo Morras dari Universidad Autónoma de Madrid dan Max Planck Institute mencatat, «Ini adalah bukti meyakinkan bahwa tidak semua pasangan bintang neutron-lubang hitam memiliki asal yang sama. Orbit eksentrik menunjukkan tempat lahir di lingkungan di mana banyak bintang berinteraksi secara gravitasi.» Penelitian ini menunjukkan berbagai jalur pembentukan untuk penggabungan ini, terutama di wilayah bintang yang ramai, dan selaras dengan keragaman deteksi gelombang gravitasi yang semakin bertambah.