2023 年5 月29 日，LIGO 利文斯頓探測器觀測到一個名為GW230529 的神秘訊號。它源自於一顆中子星與一個未知的緊湊天體（很可能是一個重量異常輕的黑洞）的合併。這個天體的質量只有太陽的幾倍，處於最重的中子星和最輕的黑洞之間的”低質量鴻溝”。

馬克斯-普朗克引力物理研究所的研究人員透過精確的波形模型、新的數據分析方法和先進的探測器技術為這項發現做出了貢獻。雖然這一特殊事件只是因為重力波而被觀測到，但它增加了人們對未來用電磁波觀測到更多此類事件的期望。

“大約30 年來，研究人員一直在爭論最重的中子星和最輕的黑洞之間是否存在質量鴻溝。現在，科學家們首次發現了一個天體，它的質量正好落在這個被認為幾乎是空的縫隙中。”位於波茨坦科學園的馬克斯-普朗克引力物理研究所所長亞歷山德拉-布奧納諾（Alessandra Buonanno）說：”現在是引力波研究非常激動人心的時刻，我們深入的研究領域有望重塑我們對由引力主導的天體物理現象的理論認識。”

天體物理學家也利用GW230529 檢驗了愛因斯坦的廣義相對論。 “GW230529與愛因斯坦理論的預測完全一致，”參與研究的波茨坦愛因斯坦研究所研究生Elise Sänger說。 “它提供了迄今為止利用LVK 引力波事件對其他引力理論的一些最佳約束”。

為了確定相互繞行並合併產生重力波訊號的天體的特性，天文學家將來自LIGO 利文斯頓探測器的數據與兩個最先進的波形模型進行了比較。 “波茨坦阿爾伯特愛因斯坦研究所團隊的博士後研究員埃克托爾-埃斯特萊斯-埃斯特雷拉（Héctor Estellés Estrella）說：”這些模型包含了一系列相對論效應，以確保產生的訊號模型盡可能真實且全面，以便與觀測資料進行比較。 “波茨坦阿爾伯特愛因斯坦研究所博士生洛倫佐-龐皮利（Lorenzo Pompili）補充說：”除此之外，我們的波形模型可以準確描述黑洞以光速的幾分之一在時空中旋轉，發射出多個諧波的引力輻射。

GW230529是由一個質量為太陽1.3至2.1倍的小型天體與另一個質量為太陽2.6至4.7倍的小型天體合併而成的。這些緊湊天體究竟是中子星還是黑洞，僅靠重力波分析無法確定。不過，根據雙星的所有已知特性，天文學家認為較輕的天體是一顆中子星，較重的是一個黑洞。

因此，較重天體的品質很有把握地位於質量間隙中，而之前人們認為這個間隙大部分是空的。以前在這個質量範圍內的候選天體中，沒有一個能以同樣的確定性被辨識出來。

愛因斯坦的廣義相對論預測，中子星的質量比太陽輕三倍。然而，中子星在坍縮成黑洞之前的最大質量的確切數值尚不清楚。 “考慮到電磁觀測和我們目前對恆星演化的掌握，預計質量在3到5個太陽質量範圍內的黑洞或中子星非常少。然而，新發現的天體之一的質量恰好符合這一範圍，”布奧納諾解釋。

近年來，天文學家發現了幾個品質可能符合這一難以捉摸的差距的天體。就GW190814 而言，LIGO 和Virgo 發現了一個處於質譜下邊界的天體。然而，透過重力波訊號GW230529 探測到的緊湊型天體是第一個其品質明確屬於這一差距的天體。