Svängningarna i binära neutronstjärnor innan de smälter samman kan få stora konsekvenser för de insikter som forskare kan få från gravitationsvågdetektering.

Forskare vid University of Birmingham har visat hur dessa unika vibrationer, orsakade av interaktionerna mellan de två stjärnornas tidvattenfält när de kommer nära varandra, påverkar gravitationsvågobservationer. Studien publiceras i Physical Review Letters .

Att ta hänsyn till dessa rörelser kan göra en enorm skillnad för vår förståelse av data som tagits av de avancerade LIGO- och Virgo-instrumenten, inrättade för att upptäcka gravitationsvågor – krusningar i tid och rum – som produceras av sammansmältningen av svarta hål och neutronstjärnor.

Forskarna siktar på att ha en ny modell redo för Advanced LIGOs nästa observationskörning och ännu mer avancerade modeller för nästa generation av Advanced LIGO-instrument, kallade A+, som ska börja sin första observationskörning 2025.

Sedan de första gravitationsvågorna upptäcktes av LIGO Scientific Collaboration och Virgo Collaboration 2016, har forskare varit fokuserade på att förbättra sin förståelse av de massiva kollisioner som producerar dessa signaler, inklusive fysiken hos en neutronstjärna vid supra-kärndensiteter.

Dr. Geraint Pratten, från Institutet för gravitationsvågastronomi vid University of Birmingham, är huvudförfattare på tidningen. Han sa, "Forskare kan nu få massor av viktig information om neutronstjärnor från de senaste gravitationsvågsdetektionerna. Detaljer som förhållandet mellan stjärnans massa och dess radie, till exempel, ger avgörande insikt i fundamental fysik bakom neutronstjärnor. Om vi ​​försummar dessa ytterligare effekter kan vår förståelse av neutronstjärnans struktur som helhet bli djupt partisk."

Dr. Patricia Schmidt, medförfattare på tidningen och docent vid Institutet för gravitationsvågastronomi, tillade:"Dessa förbättringar är verkligen viktiga. Inom enstaka neutronstjärnor kan vi börja förstå vad som händer djupt inne i stjärnans kärna, där materia existerar vid temperaturer och tätheter som vi inte kan producera i markbaserade experiment. Vid det här laget kan vi börja se atomer som interagerar med varandra på sätt som vi ännu inte har sett – vilket potentiellt kräver nya fysiklagar."

Förfiningarna som teamet tagit fram representerar det senaste bidraget från University of Birmingham till Advanced LIGO-programmet. Forskare vid universitetets Institute for Gravitational Wave Astronomy har varit djupt involverade i design och utveckling av detektorerna sedan programmets tidigaste skeden. Framöver, Ph.D. Student Natalie Williams fortskrider redan arbetet med beräkningar för att ytterligare förfina och kalibrera de nya modellerna. + Utforska vidare

Ny gravitationsvågsmodell kan få neutronstjärnor i ännu skarpare fokus