Когда массивные звезды достигнут конца вашего жизненного цикла, вы пройдете через сломанную гравитацию и проливаете свои внешние слои в огромном взрыве (сверхновой). В то время как особенно массивные звезды оставляют черную дыру позади, другие оставляют выдающийся остаток, который известен как нейтронная звезда (или белый карлик). Эти объекты концентрируют массу, которая больше, чем вся солнечная система, в измерении объема (в среднем) диаметром всего 20 км (~ 12,5 миль). Между тем, экстремальные условия в нейтронных звездах для астрономов все еще остаются загадкой.
В 2017 году было обнаружено первое столкновение между двумя нейтронными звездами из сгенерированных гравитационных волн (GWS). С тех пор астрономы теоретизировали, как GWS можно использовать для изучения внутренней части нейтронных звезд и узнать больше о экстремальной физике. Согласно новым исследованиям команды из Университета Гете Франкфурта и других учреждений, GWS, создаваемая слияниями бинарной нейтронной звезды (BNS), может только исследовать лучшие средства для изучения интерьеров этих загадочных объектов.
Исследования были проведены группой Лучано Реццолла, профессором Института теоретической физики (ITP) в Университете Гете и старшим научным сотрудником Франкфуртского института передовых исследований (FIA). Исследовательская группа также включает в себя членов Института экстремальных веществ (EMMI-GSI), технического университета Дармштадта (TU Darmstadt) и Университета Ставангера в Норвегии. Документ, который описал его результаты, была опубликована 3 февраля в Естественное общениеПолем
Первоначально предсказанный теорией общей относительности Эйнштейна (GR), гравитационные волны -это волны в пространстве, которые вызваны слиянием массивных объектов (таких как белые карлики и черные дыры). В то время как наиболее интенсивные GWS изготовлены из слияний, BNS излучает в течение миллионов лет GW, в то время как они обращаются друг к другу внутрь. Пост-мергер (массивный, быстро вращающийся объект) также тратит GW в сильном, но узком диапазоне частот. Этот последний сигнал, как утверждает команда, может содержать важную информацию о том, как ядерные вещества ведут себя при крайней плотности и давлении (также известном как «уравнение состояния»).
Как объяснила команда в своей газете, амплитуда GWS похожа на вилку настройки после слияния после удара. Это означает, что сигнал GW проходит фазу (которую вы назвали «длинным заквахом»), в которой он все чаще становится единственной частотой. С помощью передового моделирования нейтронных звезд команда определила прочную связь между этими уникальными свойствами и свойствами самых плотных областей в ядре нейтронных звезд. Как доктор Реззолла объяснил в пресс -релизе Университета Гете:
«Благодаря прогрессу в статистическом моделировании и моделировании с высокой оценкой для самых мощных суперкомпьютеров в Германии, мы обнаружили новую фазу длинного кольца в слияниях нейтронной звезды. У этого есть потенциал, чтобы предложить новые и строгие ограничения на состояние вещества в нейтронных звездах. Этот вывод прокладывает путь к лучшему пониманию плотного вопроса нейтронной звезды, особенно после того, как в будущем появятся новые события. «
Анализируя длинное кольцо, астрономы могут значительно уменьшить неопределенности в уравнении состояния для нейтронных звезд. «Выбирая некоторые уравнения состояния, мы смогли эффективно имитировать результаты полного статистического ансамбля материалов с значительно меньшими усилиями»,-сказал соавтор доктор. Тайлер Горда. «Это не только приводит к меньшему компьютерному времени и потреблению энергии, но и дает доверие, что наши результаты являются надежными и будут применимы к уравнению государственного характера».
В этом смысле звезды-пост-мергера-нейтрона могут использоваться в качестве «настройки», чтобы исследовать некоторые из самых глубоких космических секретов. Сказал доктор Кристиан Экер, постдокторский студент ITP и главный автор исследования:
«Точно так же, как настройка вилок разных материалов имеет разные чистые тона, останки, которые описаны различными уравнениями состояния, отвлекаются на разных частотах. Обнаружение этого сигнала должно показать потенциал, из чего сделаны нейтронные звезды. Я особенно горжусь этой работой, потому что она представляет собой примерное свидетельство превосходства ученых из Франкфурта и Дармштадта при изучении нейтронных звезд. «
Это исследование, что доктор Добавил Ecker, дополняет работу по изучению вселенной от микроскопических до макроскопических шкал (элементов). Этот кластер расположен в научном центре Гирша (GSC) и объединяет ресурсы Университета Гете, Ту Дармштадт, Университет Юстуса Либига Гиссен (JLU-Gießen) и учреждение для антипротонных и ионных исследований (GSI-FAIR). Их цель состоит в том, чтобы объединить изучение элементарных частиц и крупных астрофизических объектов с конечной целью, которую можно найти во вселенной, которую можно найти во вселенной.
В то время как существующие обсерватории GW не обнаружили никаких сигналов после слияния после сигналов слияния, ученые оптимистичны, что инструменты следующего поколения станут. Это включает в себя телескоп Einstein (ET), подземную обсерваторию, которая, как ожидается, будет эксплуатироваться в следующем десятилетии, а лазерная интерферометр -пространственная антенна (LISA) ESA, первая обсерватория GW, которая когда -либо для места для использования места планируется до 2035 года. Завершая эти и другие обсерватории GW третьего поколения, длительный резерв в самых экстремальных условиях может служить мощным средством для изучения законов физики.
Подробнее: Университет Гете
