تسمح لنا موجات الجاذبية من النجوم النيوترونية الملهمة باستنتاج المعادلة غير المعروفة لحالة مادة الهادرونيك الباردة عند الكثافات فوق النووية. خلال الإلهام ، تنشأ تأثيرات المادة المهيمنة بسبب استجابة النجم لمجال المد والجزر الخاص برفيقه ، مما يترك بصمة مميزة في إشارة GW المنبعثة. يسمح هذا التوقيع الفريد بتقييد معادلة حالة النجم النيوتروني البارد.
جامعة برمنغهام أوضح الباحثون كيف تؤثر هذه الاهتزازات الخاصة ، الناتجة عن التفاعلات بين قوى المد للنجمين عندما يقتربان من بعضهما البعض ، ملاحظات موجات الجاذبية.
بالنظر إلى هذه الحركات يمكن أن تحدث فرقًا كبيرًا في فهمنا للبيانات المأخوذة بواسطة أدوات LIGO و Virgo المتقدمة ، والتي تم إعدادها لاكتشاف موجات الجاذبية الناتجة عن دمج الثقوب السوداء و النجوم النيوترونية.
يريد الباحثون نموذجًا جديدًا مُعدًا لعملية المراقبة القادمة لـ LIGO المتقدم ونماذج أكثر تعقيدًا لأدوات A + ، الجيل التالي من معدات LIGO المتقدمة ، والتي من المقرر أن تبدأ عملية المراقبة الأولية في عام 2025.
الدكتور جيرانت براتن من معهد علم فلك الموجات الثقالية بجامعة برمنغهام هو المؤلف الرئيسي لهذه الورقة. هو قال: يمكن للعلماء الآن الحصول على الكثير من المعلومات المهمة حول النجوم النيوترونية من أحدث اكتشافات موجات الجاذبية. على سبيل المثال ، العلاقة بين كتلة النجم ونصف القطر يوفران نظرة ثاقبة حاسمة في الفيزياء الأساسية وراء النجوم النيوترونية. إذا أهملنا هذه التأثيرات الإضافية ، فإن فهمنا لبنية النجم النيوتروني ككل يمكن أن يصبح منحازًا بشدة ".
الدكتورة باتريشيا شميدت ، مؤلفة مشاركة في البحث وأستاذة مشاركة في معهد علم فلك الموجات الثقالية ، وأضاف: "هذه التحسينات مهمة. داخل النجوم النيوترونية المفردة ، يمكننا البدء في فهم ما يحدث في أعماق النجم قلب النجم، حيث توجد المادة في درجات حرارة وكثافة لا يمكننا إنتاجها في التجارب الأرضية. في هذه المرحلة ، قد نبدأ في رؤية الذرات تتفاعل مع بعضها البعض بطرق لم نرها بعد - ربما تتطلب قوانين جديدة في الفيزياء. "
المرجع مجلة:
- جيرانت براتن وباتريكا شميدت وناتالي ويليامز. تأثير المد والجزر الديناميكي على إعادة بناء معادلة الدولة للنجم النيوتروني. فيز. القس ليت. 129 ، 081102 - تم النشر في 18 أغسطس 2022. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.081102
