중성자별-블랙홀 병합의 궤도 이심률

중력파 관측은 병합하는 블랙홀과 중성자별의 천체물리학적 환경에 대한 정보를 얻을 수 있는 독특한 기회를 제공한다. 이진성계 형성 경로를 구분하는 강력한 추적자로 일반 상대론적 스핀 유도 궤도 세차 운동과 궤도 이심률이 꼽히며, 이 두 효과는 중력파 신호에 특징적인 흔적을 남긴다. 현재까지 중성자별-블랙홀 병합 쌍성계에서 세차 운동이나 이심률이 명확하게 확인된 바는 없었다. 본 연구에서는 세차 운동과 이심률을 모두 통합한 파형 모델을 최초로 사용하여 중성자별-블랙홀 병합 사건 GW200105에 대한 베이즈 추론을 수행했다. 이를 통해 궤도 주기 0.1초에서 중앙값 0.145의 궤도 이심률(e_20)을 측정하였으며, 99.5% 신뢰도로 0.028보다 작은 이심률을 배제할 수 있었다. 세차 운동의 존재에 대해서는 이전의 비이심률 결과와 일치하게 결정적인 증거를 찾지 못했지만, 더 불균등한 질량비를 확인했다. 이 결과는 이러한 쌍성계 중 일부가 작은 분리 거리에서도 궤도 이심률을 보일 수 있음을 시사하며, 이는 고립된 쌍성 진화를 넘어선 동역학적 상호작용을 포함하는 형성 메커니즘을 제안한다. 향후 관측은 우주 시간 전체에 걸쳐 편심 중성자별-블랙홀 쌍성계가 전체 병합률에 기여하는 바를 밝혀낼 것이다.