Gravitationsvågor från inspirerande neutronstjärnor tillåter oss att sluta oss till den än så länge okända ekvationen för tillståndet för kall hadronisk materia vid supranukleära densiteter. Under inspirationen uppstår de dominerande materieeffekterna på grund av stjärnans svar på sin följeslagares tidvattenfält, vilket lämnar ett karakteristiskt avtryck i den utsända GW-signalen. Denna unika signatur gör det möjligt att begränsa den kalla neutronstjärnekvationen för tillstånd.
University of Birmingham forskare har illustrerat hur just dessa vibrationer, orsakade av interaktionerna mellan tidvattenkrafterna från de två stjärnorna när de närmar sig varandra, påverkar gravitationsvågobservationer.
Att tänka på dessa rörelser kan göra en enorm skillnad för vår förståelse av data som tagits av de avancerade LIGO- och Virgo-instrumenten, inrättade för att upptäcka gravitationsvågor som genereras av sammanslagning av svarta hål och neutronstjärnor.
Forskarna vill ha en ny modell förberedd för Advanced LIGOs kommande observationskörning och ännu mer sofistikerade modeller för A+-instrumenten, nästa generation av Advanced LIGO-utrustning, vars första observationskörning är planerad att starta 2025.
Dr Geraint Pratten från Institutet för gravitationsvågsastronomy vid University of Birmingham är huvudförfattare på tidningen. Han sa: "Forskare kan nu få massor av viktig information om neutronstjärnor från de senaste gravitationsvågsdetektionerna. Till exempel förhållandet mellan stjärnans massa och radie ger avgörande insikt i den grundläggande fysiken bakom neutronstjärnor. Om vi försummar dessa ytterligare effekter kan vår förståelse av neutronstjärnans struktur som helhet bli djupt partisk."
Dr. Patricia Schmidt, medförfattare till artikeln och docent vid Institutet för gravitationsvågastronomi, lagt till: "De här förfiningarna är betydande. Inom enstaka neutronstjärnor kan vi börja förstå vad som händer djupt inuti stjärnans kärna, där materia existerar vid temperaturer och tätheter som vi inte kan producera i markbaserade experiment. Vid det här laget kan vi börja se atomer som interagerar med varandra på sätt som vi ännu inte har sett – vilket potentiellt kräver nya fysiklagar.”
Tidskriftsreferens:
- Geraint Pratten, Patrica Schmidt och Natalie Williams. Inverkan av dynamiska tidvatten på rekonstruktionen av neutronstjärnekvationen. Phys. Pastor Lett. 129, 081102 – Publicerad 18 augusti 2022. DOI: 10.1103 / PhysRevLett.129.081102
