Gravitationsbølger fra inspirerende neutronstjerner giver os mulighed for at udlede den hidtil ukendte ligning af tilstanden af koldt hadronisk stof ved supranukleare tætheder. Under inspirationen opstår de dominerende stofeffekter på grund af stjernens reaktion på deres ledsagers tidevandsfelt, hvilket efterlader et karakteristisk aftryk i det udsendte GW-signal. Denne unikke signatur gør det muligt at begrænse den kolde neutronstjernes tilstandsligning.
University of Birmingham forskere har illustreret, hvordan disse særlige vibrationer, forårsaget af interaktionerne mellem tidevandskræfterne fra de to stjerner, når de nærmer sig hinanden, påvirker gravitationsbølgeobservationer.
At overveje disse bevægelser kan gøre en enorm forskel for vores forståelse af data taget af de avancerede LIGO- og Jomfru-instrumenter, der er sat op til at detektere gravitationsbølger genereret af sammensmeltningen af sorte huller , neutronstjerner.
Forskerne ønsker en ny model forberedt til Advanced LIGOs kommende observationsløb og endnu mere sofistikerede modeller for A+-instrumenterne, den næste generation af Advanced LIGO-udstyr, hvis første observationsløb er planlagt til at starte i 2025.
Dr. Geraint Pratten fra Institute for Gravitational Wave Astronomy ved University of Birmingham er hovedforfatter på papiret. Han sagde: "Forskere kan nu få masser af afgørende information om neutronstjerner fra de seneste gravitationsbølgedetekteringer. For eksempel forholdet mellem stjernes masse og radius giver afgørende indsigt i den grundlæggende fysik bag neutronstjerner. Hvis vi forsømmer disse yderligere effekter, kan vores forståelse af neutronstjernens struktur som helhed blive dybt forudindtaget."
Dr. Patricia Schmidt, en medforfatter af papiret og lektor ved Institute for Gravitational Wave Astronomy, tilføjet: "Disse justeringer er betydelige. Inden for enkelte neutronstjerner kan vi begynde at forstå, hvad der sker dybt inde i stjernens kerne, hvor stof eksisterer ved temperaturer og tætheder, vi ikke kan producere i jordbaserede eksperimenter. På dette tidspunkt kan vi begynde at se atomer interagere med hinanden på måder, vi endnu ikke har set - hvilket potentielt kræver nye fysiklove."
Journal Reference:
- Geraint Pratten, Patrica Schmidt og Natalie Williams. Indvirkningen af dynamiske tidevand på rekonstruktionen af neutronstjernestatsligningen. Fys. Lett. 129, 081102 – Udgivet 18. august 2022. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.081102
