新研究有望幫助科學家探明中子星內部結構

日本理化學研究所、大阪大學、東北大學27日發布聯合新聞公報說，一個國際研究團隊用計算機模擬了雙子星合并后發出引力波的波形，“讀出”了超高密度物質的詳細性質。該研究有望幫助科學家探明中子星內部結構以及超高密度物質的性質。

中子星是除黑洞外密度最大的天體。新聞公報說，目前有理論預測在中子星中心那樣的超高壓環境下，被封閉在中子、質子等強子內的夸克會逐漸被釋放出來，最終轉變成夸克物質并連續出現。這種理論稱為“強子-夸克連續性”。

2017年和2019年，美國激光干涉引力波天文臺兩次探測到來自雙中子星合并的引力波。不過由于引力波探測器的特性，捕捉到兩個中子星相互靠近以及合并的瞬間已經是極限，而中子星碰撞之后會發生什么則無法探知。

根據“強子-夸克連續性”這一理論預測，研究團隊首次用計算機模擬了雙中子星一邊釋放引力波一邊合并，最終形成一個高速旋轉的中子星的過程。

研究小組根據雙中子星合并后超高壓狀態變化的三種不同模式分別進行模擬，并對發出的引力波的波形進行了詳細分析。結果顯示，伴隨“強子-夸克連續性”產生的引力波，在三種不同模式下，其頻率出現明顯的不同。

該研究成果已在線發表在新一期美國《物理評論快報》雜志上。