我們很快就能「看到」中子星內部，並了解隱藏在那裡的奇異物理控制著什麼極端物質。這要歸功於雙中子星螺旋爆炸合併所發出的引力波上的潮汐相互作用的印記。
「一個希望是，我們將能夠獲得有關中子星內核密度下的中子星狀態方程式的一些資訊。 中子星」 伊利諾大學的尼古拉斯‧尤尼斯 (Nicolás Yunes) 是這項研究的領導者，他在 陳述。 「真的有嗎？ 誇克 正如一些人最近聲稱的那樣主要？內部是否正在發生一個我們尚未意識到的過渡期？ 」
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然而，在中子星深處，靠近其核心，事情可能會變得更加奇怪。重力壓力可能非常強大，以至於會將中子壓碎成其成分。它們是稱為夸克的基本粒子 膠子 這通常將夸克結合在一起形成質子和中子。
科學家將這種狀態稱為夸克-膠子等離子體。這種物質狀態發生在 大霹靂除了粒子加速器實驗之外，宇宙中唯一可能存在夸克-膠子等離子體的地方是中子星內部。
如果科學家能夠了解中子星的內部，他們將能夠更了解大爆炸後物質的狀態。
雙中子星長期以來被認為是破解其內部物質的最佳選擇。這對中子星在橢圓軌道上圍繞著彼此旋轉。越來越近，直到它們碰撞並融合。 基洛諾娃。尤其重要的是，他們的內部螺旋會釋放 重力波。
現在，由普林斯頓大學尤內斯和阿布舍克·赫加德領導的科學家認為，他們已經找到了一種方法來解碼這些重力波的頻率，從而解釋中子星的內部結構。
「當它們越來越近時。來自一顆恆星（中子）的潮汐力也開始使另一顆恆星變形，反之亦然，」赫加德說。變形量取決於這些恆星內部的物質。
問題是重力和非常高的速度（高達 40% 光速）相互旋轉的中子星。這意味著科學家必須關注 阿爾伯特愛因斯坦的 廣義相對論 這是一項複雜的工作，但尤內斯和赫加德認為他們現在找到了答案。
當雙中子星透過引力流相互改變形狀和結構。它們會引發恆星內部的振動。就像鈴聲一樣 這些振盪模式稱為模式。這些模式的頻率被印在雙中子星輻射的重力波上。
理解二進位系統需要一套完整的模式。然而，區分這些模式很複雜，因為潮汐力是動態的。隨著中子星相互繞轉，這種情況會改變。且單一中子星的影響是重疊的。這使得辨別正在發生的事情變得更加困難。
「如果沒有完整的模式，當你模擬潮汐響應時，你可能會錯過部分潮汐響應。因為在捕捉完整物理過程所需的響應的數學描述中，你可能會遺漏其他部分，」尤內斯說。
牛頓物理學－即重力的基本物理學 艾薩克·牛頓萬有引力定律－為正常物體提供了一套完整的振動模式。這些模式稱為阻尼諧振子。然而，在相對論物理學中尚不清楚是否可以找到所有模式。例如，從雙中子星輻射能量的引力波是廣義相對論的現象。遵循牛頓引力。因此，牛頓物理學沒有考慮這些波。
「如果你的系統斷電，這些模式就無法完成，」赫加德說。
解決方案是隔離問題。單獨考慮每顆中子星，其伴星是引力流的唯一來源。尤尼斯和赫加德的團隊隨後將每個中子星分成其組成部分。在不同尺度上有不同的引力，它描述了強引力和弱引力。他們找到了每個尺度的近似解。然後將它們放在一起他們也發現重力波的能量損失被有效地抵消了。這使他們能夠找到解釋中子星內部振盪模式的答案。不僅如此，這些模式如何印在它們發生的重力波的頻率上？
「我們展示了兩件最重要的事情，」赫加德說。 「首先，我們可以消除輻射。人們發現中子星模式形成了一個完整的集合。其次，我們發現如果你使用足夠‘平滑’的潮汐場持續求解一組方程，它將成為恆星內部的解。你可以在廣義相對論中做與牛頓引力中相同的事情。”
這並不是故事的結局，尤內斯和赫加德團隊的工作現階段純粹是理論上的。目前的重力波探測器在較高頻率下不夠靈敏，無法偵測到這種印記。然而，尤內斯和赫加德對下一代探測器能夠實現這一目標持樂觀態度。
研究結果於 2 月 18 日發表在該雜誌上。 實體審查信。
