Latem 2017 roku badacze po raz pierwszy uzyskali dane obserwacyjne, pochodzące ze zderzenia dwóch gwiazd neutronowych. Huczny finał grawitacyjnego tańca – nazywany kilonową – odnotowały wtedy zarówno detektory promieniowania gamma, jak również łowiące fale grawitacyjne interferometry LIGO. W nowym artykule na łamach Nature Communications, uczeni z placówek w Niemczech i Holandii zaprezentowali nową metodę wykorzystania takich danych, do lepszego modelowania zjawisk, zachodzących w ogniu pulsarowych fuzji.
Grupy pod kierownictwem Petera Panga i Tima Dietricha opracowały narzędzia obliczeniowe służące do analizy oraz interpretacji wychwytywanych sygnałów. Uwzględniają one nie tylko informacje niesione przez samą falę grawitacyjną, ale też wiedzę pochodzącą z obserwacji radiowych, rentgenowskich, fizyki jądrowej oraz fizyki cząstek elementarnych. „Nasza nowa metoda pomoże w analizowaniu właściwości materii o ekstremalnych gęstościach i pozwoli nam lepiej zrozumieć ekspansję Wszechświata. Pomoże także dowiedzieć się więcej o ciężkich pierwiastkach powstających podczas łączenia się gwiazd neutronowych” – twierdzi Tim Dietrich, pracownik Instytutu Fizyki i Astronomii Uniwersytetu w Poczdamie.
Autorzy pracy mają dzieje, że ich wysiłku pozwolą dokładnie zrozumieć kilonowe zarówno w skali astronomicznej, jak i mikroskopowej. Z jednej strony otwiera to ścieżkę to tworzenia skrupulatnych symulacji ruchu pulsarów po zacieśniających się orbitach, co może skutkować kolejnymi weryfikacjami równań ogólnej teorii względności. Z drugiej strony, astronomowie uzyskają wgląd w procesy chemiczne i jądrowe, prowadzące do wyrzutu nowych, ciężkich pierwiastków. Badacze nie mają wątpliwości, że podobnie jak w przypadku eksplozji supernowych, tak i w czasie wysokoenergetycznych kolizji powinno dochodzić do produkcji składników cięższych od żelaza – jednak nie posiadaliśmy dotąd szczegółowego opisu tych zjawisk.
Tymczasem, od maja tego roku projekt LIGO-Virgo znajduje się w fazie czwartego cyklu obserwacyjnego. Tym samym detektory nieustannie poszukują kolejnych fal grawitacyjnych mających związek z czarnymi dziurami lub gwiazdami neutronowymi.
Pełną publikację An updated nuclear-physics and multi-messenger astrophysics framework for binary neutron star mergers znajdziecie na stronie Nature.
