Ученые продолжают изучать гравитационные волны, рождающиеся перед тем, как две нейтронные звезды сливаются в одну черную дыру. Это помогает лучше понять тесные пары этих объектов и изучить их свойства.
Исследование двойных нейтронных звезд
Лучшее понимание внутренней работы нейтронных звезд приведет к лучшему пониманию динамики, лежащей в основе работы Вселенной, а также может помочь в развитии будущих технологий, считает профессор физики Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне Николас Юнес (Nicolas Yunes). Новое исследование под руководством Юнеса подробно описывает, как новые знания о том, как диссипативные приливные силы в системах двойных (или бинарных) нейтронных звезд влияют на наше понимание Вселенной.
«Нейтронные звезды — это разрушенные ядра светил и самые плотные стабильные материальные объекты во Вселенной, гораздо более плотные и холодные, чем условия, которые могут создать даже коллайдеры элементарных частиц, — говорит Юнес, также являющийся директором-основателем Иллинойского центра перспективных исследований Вселенной. (ICASU). — Именно существование нейтронных звезд свидетельствует о том, что существуют невидимые свойства, связанные с астрофизикой, гравитационной физикой и ядерной физикой, которые играют решающую роль во внутренней работе нашей Вселенной».
Однако многие из этих ранее невидимых свойств стали наблюдаться с открытием гравитационных волн.
Гравитационные волны и нейтронные звезды
«Свойства нейтронных звезд накладывают отпечаток на излучаемые ими гравитационные волны. Эти волны затем путешествуют миллионы световых лет через космос в детекторы на Земле, такие как передовой Европейский лазерный интерферометр гравитационно-волновой обсерватории и обсерватория Virgo Collaboration, — сказал Юнес. — Обнаруживая и анализируя волны, мы можем сделать выводы о свойствах нейтронных звезд и узнать их внутренний состав и физику, действующую в их экстремальной среде».
Как физик-гравитатор, Юнес был заинтересован в определении того, как гравитационные волны кодируют информацию о приливных силах, искажающих форму нейтронных звезд и влияющих на их орбитальное движение. Эта информация также может рассказать физикам больше о динамических материальных свойствах звезд, таких как внутреннее трение или вязкость, «что может дать нам представление о неравновесных физических процессах, приводящих к чистой передаче энергии в систему или из нее», — сказал Юнес.
О чем говорят нам гравитационные волны?
Используя данные гравитационной волны, идентифицированной как GW170817, Юнес и исследователи из Иллинойса Джастино Рипли, Абхишек Хегаде и Рохит Чандрамоули применили компьютерные симуляции, аналитические модели и сложные алгоритмы анализа данных, чтобы проверить, что неравновесные приливные силы в двойных нейтронных звездных системах можно обнаружить с помощью гравитационных волн. Событие GW170817 было недостаточно громким для прямого измерения вязкости, но команда Юнеса смогла установить первые наблюдательные ограничения на то, насколько большой может быть вязкость внутри нейтронных звезд.
«Это важное достижение, особенно для ICASU и Иллинойского университета, — сказал Юнес. — В 70-х, 80-х и 90-х годах Иллинойс стал пионером многих ведущих теорий ядерной физики, особенно связанных с нейтронными звездами. Это наследие может продолжаться благодаря доступу к данным из передовых детекторов LIGO и Virgo, сотрудничества, которое стало возможным благодаря ICASU, и десятилетиям опыта в области ядерной физики, который уже накоплен здесь».
По материалам phys.org
