Вчені продовжують вивчати гравітаційні хвилі, які народжуються перед тим, як дві нейтронні зорі зливаються у одну чорну діру. Це допомагає їм краще зрозуміти тісні пари цих об’єктів та вивчити їх властивості.
Дослідження подвійних нейтронних зір
Краще розуміння внутрішньої роботи нейтронних зір призведе до кращого розуміння динаміки, яка лежить в основі роботи Всесвіту, а також може допомогти в розвитку майбутніх технологій, вважає професор фізики Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн Ніколас Юнес (Nicolas Yunes). Нове дослідження під керівництвом Юнеса детально описує, як нові знання про те, як дисипативні приливні сили в системах подвійних (або бінарних) нейтронних зір впливають на наше розуміння Всесвіту.
«Нейтронні зорі — це зруйновані ядра світил і найщільніші стабільні матеріальні об’єкти у Всесвіті, набагато щільніші й холодніші, ніж умови, які можуть створити навіть колайдери елементарних частинок, — говорить Юнес, який також є директором-засновником Іллінойського центру перспективних досліджень Всесвіту (ICASU). — Саме існування нейтронних зір свідчить про те, що існують невидимі властивості, пов’язані з астрофізикою, гравітаційною фізикою та ядерною фізикою, які відіграють вирішальну роль у внутрішній роботі нашого Всесвіту».
Однак багато з цих раніше невидимих властивостей стали спостережуваними з відкриттям гравітаційних хвиль.
Гравітаційні хвилі та нейтронні зорі
«Властивості нейтронних зір накладають відбиток на гравітаційні хвилі, які вони випромінюють. Ці хвилі потім подорожують мільйони світлових років через космос до детекторів на Землі, таких як провідний Європейський лазерний інтерферометр гравітаційно-хвильової обсерваторії та обсерваторія Virgo Collaboration, — сказав Юнес. — Виявляючи й аналізуючи хвилі, ми можемо зробити висновки про властивості нейтронних зір і дізнатися про їхній внутрішній склад і фізику, що діє в їхньому екстремальному середовищі».
Як фізик-гравітатор, Юнес був зацікавлений у визначенні того, як гравітаційні хвилі кодують інформацію про припливні сили, що спотворюють форму нейтронних зір і впливають на їхній орбітальний рух. Ця інформація також може розповісти фізикам більше про динамічні матеріальні властивості світил, такі як внутрішнє тертя або в’язкість, «що може дати нам уявлення про нерівноважні фізичні процеси, які призводять до чистої передачі енергії в систему або з неї», — сказав Юнес.
Про що розповідають нам гравітаційні хвилі?
Використовуючи дані гравітаційної хвилі, ідентифікованої як GW170817, Юнес та дослідники з Іллінойсу Джастіно Ріплі, Абхішек Хегаде і Рохіт Чандрамоулі застосували комп’ютерні симуляції, аналітичні моделі й складні алгоритми аналізу даних, щоб перевірити, що нерівноважні приливні сили у подвійних нейтронних зоряних системах можна виявити за допомогою гравітаційних хвиль. Подія GW170817 була недостатньо гучною для прямого вимірювання в’язкості, але команда Юнеса змогла встановити перші спостережні обмеження на те, наскільки великою може бути в’язкість всередині нейтронних зір.
«Це важливе досягнення, особливо для ICASU та Іллінойського університету, — сказав Юнес. — У 70-х, 80-х і 90-х роках Іллінойс став піонером багатьох провідних теорій ядерної фізики, особливо тих, що пов’язані з нейтронними зорями. Ця спадщина може продовжуватись завдяки доступу до даних з провідних детекторів LIGO і Virgo, співпраці, яка стала можливою завдяки ICASU, і десятиліттям досвіду в галузі ядерної фізики, який уже накопичений тут».
За матеріалами phys.org
