Gravitasjonsbølger fra inspirerende nøytronstjerner lar oss utlede den ennå ukjente ligningen av tilstanden til kaldt hadronisk materiale ved supranukleære tettheter. Under inspirasjonen oppstår de dominerende materieeffektene på grunn av stjernens respons på kameratens tidevannsfelt, og etterlater et karakteristisk avtrykk i det utsendte GW-signalet. Denne unike signaturen gjør det mulig å begrense den kalde nøytronstjerneligningen for tilstand.
University of Birmingham forskere har illustrert hvordan disse spesielle vibrasjonene, forårsaket av samspillet mellom tidevannskreftene til de to stjernene når de nærmer seg hverandre, påvirker gravitasjonsbølgeobservasjoner.
Å vurdere disse bevegelsene kan utgjøre en enorm forskjell for vår forståelse av dataene tatt av de avanserte LIGO- og Virgo-instrumentene, satt opp for å oppdage gravitasjonsbølger generert av sammenslåing av svarte hull og nøytronstjerner.
Forskerne ønsker en ny modell forberedt for Advanced LIGOs kommende observasjonsløp og enda mer sofistikerte modeller for A+-instrumentene, neste generasjon Advanced LIGO-utstyr, hvis første observasjonsløp er planlagt å starte i 2025.
Dr. Geraint Pratten ved Institute for Gravitational Wave Astronomy ved Universitetet i Birmingham er hovedforfatter på papiret. Han sa: "Forskere kan nå få mye viktig informasjon om nøytronstjerner fra de siste gravitasjonsbølgedeteksjonene. For eksempel forholdet mellom stjernens masse og radius gir avgjørende innsikt i den grunnleggende fysikken bak nøytronstjerner. Hvis vi neglisjerer disse tilleggseffektene, kan vår forståelse av strukturen til nøytronstjernen som helhet bli dypt partisk."
Dr. Patricia Schmidt, medforfatter av artikkelen og førsteamanuensis ved Institute for Gravitational Wave Astronomy, la til: "Disse forbedringene er betydelige. Innenfor enkeltnøytronstjerner kan vi begynne å forstå hva som skjer dypt inne i stjernens kjerne, der materie eksisterer ved temperaturer og tettheter vi ikke kan produsere i bakkebaserte eksperimenter. På dette tidspunktet kan vi begynne å se atomer som interagerer med hverandre på måter vi ennå ikke har sett - som potensielt krever nye fysikklover."
Tidsreferanse:
- Geraint Pratten, Patrica Schmidt og Natalie Williams. Effekten av dynamiske tidevann på rekonstruksjonen av nøytronstjerneligningen. Phys. Prest Lett. 129, 081102 – Publisert 18. august 2022. DOI: 10.1103/PhysRevLett.129.081102
