伯明翰大學研究引力波的科學家開發(fā)了一種新模型，有望對中子星的結(jié)構(gòu)和組成產(chǎn)生新見解。該模型表明，僅從引力波信號就可以直接測量恒星內(nèi)部的振動（振蕩）。

這是因為中子星會在潮汐力量的影響下變形，導致它們以特征頻率振蕩，而這些頻率在引力波信號中編碼了關(guān)于恒星的獨特信息。這使得利用中子星碰撞產(chǎn)生引力波研究恒星振蕩的星震學，成為探索極致密核物質(zhì)難以捉摸本質(zhì)的一種很有前景的新工具。

中子星是大質(zhì)量恒星坍塌的超高密度殘骸，中子星已經(jīng)在電磁光譜中被觀察到數(shù)以千計，但對中子星的性質(zhì)依然知之甚少。通過測量兩顆中子星相遇并形成雙星系統(tǒng)時發(fā)出的引力波，可以收集到獨特的信息。阿爾伯特·愛因斯坦最先預測了這些時空中的漣漪，先進激光干涉儀引力波天文臺(LIGO)于2015年首次探測到了這些時空的漣漪。通過利用引力波信號來測量中子星的振蕩，科學家將能夠發(fā)現(xiàn)對這些恒星內(nèi)部的新見解。

究的主要作者、伯明翰大學引力波研究所的Geraint Pratten博士解釋說：當這兩顆恒星相互旋轉(zhuǎn)時，它們的形狀會因其伴星施加的引力而變形，這變得越來越明顯，并在引力波信號中留下了獨特的印記，其研究成果發(fā)表在《自然通訊》期刊上。作用在中子星上的潮汐作用力激發(fā)恒星內(nèi)部的振蕩，可以深入了解的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過從引力波信號中測量這些振蕩，天文學家可以提取關(guān)于這些神秘天體的基本性質(zhì)和組成信息。

研究團隊開發(fā)的模型，首次能夠從引力波測量中直接確定這些振蕩的頻率，研究人員將模型用于首次觀測到來自雙中子星合并-GW170817的引力波信號。研究的共同主要作者帕特里夏·施密特博士說：在首次觀測到來自雙星中子星的引力波近三年后，我們?nèi)栽趯ふ覐男盘栔刑崛「嘈畔⒌男路椒?。通過開發(fā)更復雜的理論模型收集的信息越多，就越接近揭示中子星的真實性質(zhì)。

計劃在本世紀30年代建造的下一代引力波天文臺，將能夠探測到比目前可能更多的雙星中子星，并對它們進行更詳細的觀測，伯明翰大學團隊開發(fā)的模型將對這一科學做出重大貢獻。最初雙中子星合并事件的信息是有限的，因為有相當多的背景噪音，使得信號很難分離。有了更復雜的儀器，可以更精確地測量這些振蕩的頻率，這將會產(chǎn)生一些真正有趣的見解。

博科園｜研究/來自：伯明翰大學

研究發(fā)表期刊《自然通訊》

DOI: 10.1051/0004-6361/202038008

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