Гравитационный звон раскрывает тайны нейтронных звёзд ✛

Оригинал: "Listening to the long ringdown: A novel way to pinpoint the EOS in neutron-star cores"
arXiv:2509.18665 · 2025-09-23 · CC BY 4.0 · 1 мин
По затуханию гравитационного эха от слившихся нейтронных звёзд можно судить об упругости вещества в их недрах.

Когда пара нейтронных звёзд сливается, вспыхивает гамма-излучение, а в пространстве-времени расходятся волны — словно от удара по гулкому гонгу. Остаток продолжает вибрировать, испуская затухающий гравитационный звон.

Чайная ложка вещества нейтронной звезды весила бы как гора Эверест — настолько сильно гравитация спрессовывает атомы.

Исследователи промоделировали сотни таких катастроф, меняя упругость сверхплотной материи. Оказалось, что отношение потерянной энергии к убыли скорости вращения однозначно определяет, насколько вещество податливо: быстрое затухание звона при том же торможении говорит о мягкой внутренней структуре, подобно тому как колокол из пластилина быстрее замолкает, чем стальной. Забавно, но в центре звезды материя одновременно сверхтекучая и в миллиарды раз твёрже любого металла — такой парадокс делает звон ещё информативнее.

Раньше заглянуть в такие глубины было невозможно. Теперь же, улавливая гравитационное эхо с помощью детекторов, создателем которых был Райнер Вайсс, мы сможем напрямую узнать, что скрывают самые экстремальные «кирпичики» космоса. Это также подскажет, рождаются ли в таких слияниях чёрные дыры и откуда взялись на Земле золото и платина. Кстати, первую нейтронную звезду как пульсар открыла Джоселин Белл Бернелл в 1967 году — её открытие до сих пор преподносит сюрпризы.

Некоторые нейтронные звёзды крутятся с частотой 716 оборотов в секунду — быстрее, чем кухонный блендер.

\frac{dE_{\rm GW}}{dJ_{\rm GW}} = \frac{\dot{E}_{\rm GW}}{\dot{J}_{\rm GW}} = \frac{\dot{h}_+^2 + \dot{h}_\times^2}{h_+ \dot{h}_\times - \dot{h}_+ h_\times}
Отношение скорости потери энергии к скорости потери углового момента, выраженное через амплитуды гравитационных волн h+ и h×
f_{\rm GW} = \frac{1}{2\pi} \frac{h_+ \dot{h}_\times - \dot{h}_+ h_\times}{h_+^2 + h_\times^2}
Частота, с которой колеблется гравитационная волна в данный момент времени
Учёные
Albert EinsteinBarry BarishKip ThorneRichard FeynmanRussell HulseHenri Poincaré
Понятия
слияние нейтронных звёзд слияние двойной нейтронной звезды gw170817 эхо гравитационных волн прямые волны рингдаун отношение масс gw190814 резонанс гравитационных волн килоновая обертоны ядерный синтез регрессия нейронной сети наногравитация звёздный остаток эволюция двойных звёзд массовый дефект ядерной реакции коллапс ядра событие бинирование