科学家们利用超级计算机模拟研究了合并中子星产生的引力波，揭示了残余温度和引力波频率之间的相关性。这些发现对未来的引力波探测器具有重要意义，它将区分热核物质的模型。来源:SciTechDaily.com
对双中子星合并的模拟表明，未来的探测器将区分不同的热核物质模型。
研究人员使用超级计算机模拟来探索中子星合并如何影响引力Nal波，找到一个关键关系与残骸的温度有关。这项研究有助于未来在探测和理解热核物质方面取得进展。
探索中子星合并和引力部分波
当两颗中子星相互绕轨道运行时，它们会在时空中释放出被称为引力波的涟漪。这些涟漪从轨道上吸收能量，直到两颗恒星最终碰撞并合并成一个单一的物体。科学家们使用超级计算机模拟来探索不同核物质模型的行为如何影响合并后释放的引力波。他们发现残骸的温度和引力波的频率之间有很强的相关性。下一代探测器将能够区分这些模型。
上图所示，两种不同的中子星合并模拟(上和下)在合并后约5毫秒的密度(右)和温度(左)的对比图。来源:雅各布·菲尔兹，宾夕法尼亚州立大学
中子星:核物质实验室
科学家们利用中子星作为实验室，在地球上无法探测到的条件下研究核物质。他们使用当前的引力波探测器来观察中子星合并，并了解冷、超致密物质的行为。然而，这些探测器无法测量恒星合并后的信号。这个信号包含有关热核物质的信息。未来的探测器将对这些信号更加敏感。因为它们也将能够区分不同的模型，这项研究的结果表明，即将到来的探测器将帮助科学家为热核物质建立更好的模型。
中子星合并的详细分析
这项研究使用THC_M1(一种模拟中子星合并的计算机代码)检查了中子星合并，并解释了由于恒星的强引力场和致密物质中的中微子过程而导致的时空弯曲。研究人员通过改变状态方程中的比热容来测试合并的热效应，比热容测量中子星物质温度升高一度所需的能量。为了确保结果的稳健性，研究人员在两种分辨率下进行了模拟。他们用更近似的中微子处理重复了更高分辨率的运行。
引用:
“双中子星合并中的热效应”，作者Jacob Fields, Aviral Prakash, Matteo Breschi, David Radice, Sebastiano Bernuzzi和andr
da Silva Schneider, 2023年7月31日，《天体物理学杂志快报》。2041 - 8213 . DOI: 10.3847 / / ace5b2
“低三动量传递中中微子-碳相互作用的核效应识别”，2016年2月17日，物理评论快报。DOI: 10.1103 / PhysRevLett.116.071802
资助:本研究主要由能源部科学办公室核物理项目资助。美国国家科学基金会和欧盟提供了额外的资金。
这项工作使用了国家能源研究科学计算中心、匹兹堡超级计算中心和宾夕法尼亚州立大学计算与数据科学研究所提供的计算资源。
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