Cenouras e cebolas têm diferentes tempos de cozimento, então não, você não pode jogá-las juntas.
O que eu faria é cortar as cenouras tão pequenas quanto as cebolas (apenas para fins estéticos), começar a refogar as cenouras em um pote fechado primeiro e temperá-las como quiser, e quando elas ' Está quase pronto, adicione as cebolas e as caramelize normalmente enquanto elas estão cozinhando junto com as cenouras e você vai acabar com ensopado de cebola e cenoura caramelizada.
Obviamente, você sempre pode cozinhá-los separadamente e depois misturá-los antes de servir, mas isso levaria um pote adicional e eu não gosto de fazer pratos ... ; -)