Nötron yıldızlarının çarpışmasından sonra yayılan son ‘saf’ ton iç mekanlarını ortaya çıkarabilir

Goethe Üniversitesi Frankfurt’taki bilim adamları, nötron yıldızlarının iç kısmını, çarpışmalarından yerçekimi dalgalarını kullanarak araştırmanın yeni bir yolunu belirlediler. “Uzun Ringdown” aşamasını analiz ederek-neşe sonrası kalıntı tarafından yayılan saf ton sinyali-sinyalin özellikleri ile nötron yıldızı maddesinin durumu denklemi arasında güçlü bir korelasyon bulmuşlardır. Sonuçları son zamanlarda yayınlanmış içinde Doğa İletişimi.

Nötron yıldızları, neredeyse mükemmel bir küre içinde sınırlandırılmış tüm güneş sisteminden daha büyük bir kütle, sadece bir düzine kilometre çapında, insanlık tarafından bilinen en büyüleyici astrofizik nesneler arasındadır. Yine de, iç mekanlarındaki aşırı koşullar kompozisyonlarını ve yapılarını son derece belirsiz hale getirir.

2017’de gözlemlenen gibi iki nötron yıldızının çarpışması, bu gizemleri ortaya çıkarmak için eşsiz bir fırsat sunuyor. İkili nötron, milyonlarca yıl boyunca ilham verdikçe, yerçekimi dalgaları yayarlar, ancak en yoğun emisyon birleşme anından sadece milisaniye sonra gerçekleşir.

Çarpışmanın oluşturduğu devasa, hızla dönen bir nesne olan ezici sonrası kalıntı, güçlü ama dar bir frekans aralığında yerçekimi dalgalarını emer. Bu sinyal, nükleer maddenin sözde “durum denklemi” hakkında, maddenin aşırı yoğunluklarda ve baskılarda nasıl davrandığını açıklayan önemli bilgiler içerir.

Prof. Luciano Rezzolla’nın Goethe Üniversitesi Frankfurt’taki grubu şimdi, kısaltma sonrası yerçekimi dalga sinyalinin genliği zamanla azalmasına rağmen, giderek “saf” hale geliyor-tek bir frekansa doğru, tıpkı dev bir ayar çatalına doğru, tıpkı dev bir ayar çatalı gibi, vurmak.

Bu aşamayı “uzun ringdown” olarak adlandırdılar ve benzersiz özellikleri ile nötron yıldızı çekirdeklerindeki en yoğun bölgelerin özellikleri arasında güçlü bir bağlantı belirlediler.

Rezzolla, “Tıpkı farklı malzemelerden gelen çatalların farklı saf tonlara sahip olacağı gibi, farklı durum denklemleri ile tarif edilen kalıntılar farklı frekanslarda çalacaktır. Bu sinyalin saptanması, nötron yıldızlarının ne yapıldığını ortaya çıkarma potansiyeline sahiptir” diyor.

Diyerek şöyle devam etti: “Hessian araştırma küme unsurlarının merkezi bir odağı olan Nötron yıldızlarının çalışmasında Frankfurt ve Darmstadt merkezli bilim adamlarının mükemmelliğinin örnek kanıtı oluşturduğu için bu çalışmadan özellikle gurur duyuyorum.”

Araştırmacılar, nötron yıldızlarını dikkatlice oluşturulmuş durum denklemleriyle birleştirmenin ileri genel relativistik simülasyonlarını kullanarak, uzun ringdown’u analiz etmenin, durum denklemindeki belirsizlikleri çok yüksek yoğunluklarda önemli ölçüde azaltabileceğini gösterdi-şu anda hiçbir doğrudan kısıtlamanın bulunmadığı yerler.

Çalışmanın ilk yazarı Dr. Christian Ecker, “İstatistiksel modelleme ve Almanya’nın en güçlü süper bilgisayarlarına ilişkin yüksek hassasiyetli simülasyonlardaki ilerlemeler sayesinde, nötron yıldızı birleşmelerindeki uzun ringdown’un yeni bir aşamasını keşfettik.” Nötron yıldızlarında maddenin durumu hakkında yeni ve katı kısıtlamalar sağlama potansiyeli.

Ortak yazar Dr. Tyler Gorda, “Birkaç devlet denklemini akıllıca seçerek, önemli ölçüde daha az çaba ile tam bir istatistiksel madde modelinin sonuçlarını etkili bir şekilde simüle edebildik. Enerji tüketimi, aynı zamanda sonuçlarımızın sağlam olduğuna ve doğada gerçekte meydana gelen herhangi bir devlet denklemine uygulanacağına dair güven veriyor. “

Mevcut yerçekimi dalga dedektörleri henüz mezar sonrası sinyali gözlemlememiş olsa da, bilim adamları, önümüzdeki on yıl içinde Avrupa’da operasyonel hale gelmesi beklenen Einstein teleskopu gibi yeni nesil dedektörlerin bu uzun zamandır beklenen tespiti mümkün kılacağı konusunda iyimser. . Bu olduğunda, uzun ringdown, nötron yıldızlarının esrarengiz iç mekanlarını araştırmak ve maddenin sırlarını en uç noktasında ortaya çıkarmak için güçlü bir araç olarak hizmet edecektir.