중력파는 중성자별의 이전에는 볼 수 없었던 특성을 밝혀냈다

일리노이 대학교 어바나-샴페인 물리학 교수 니콜라스 유네스는 중성자별의 내부 작동을 더 잘 이해하면 우주의 작동을 뒷받침하는 역학에 대한 더 큰 지식으로 이어질 것이며 미래 기술을 추진하는 데 도움이 될 수 있다고 말했습니다. 유네스가 이끄는 새로운 연구는 이중 또는 이중 중성자별 시스템 내의 소산 조석력에 대한 새로운 통찰력이 우주에 대한 우리의 이해에 어떤 ​​영향을 미칠지 자세히 설명합니다.

"중성자별은 별의 붕괴된 핵이며 우주에서 가장 밀도가 높고 안정적인 물질적 물체로, 입자 충돌기가 만들어낼 수 있는 조건보다 훨씬 더 밀도가 높고 차갑습니다." 일리노이 우주 고급 연구 센터의 창립 이사이기도 한 유네스의 말입니다. "중성자별의 존재만으로도 우리 우주의 내부 작동에 중요한 역할을 하는 천체물리학, 중력물리학, 핵물리학과 관련된 보이지 않는 속성이 있다는 것을 알 수 있습니다."

하지만 이전에는 볼 수 없었던 이러한 특성 중 많은 부분이 중력파의 발견으로 관찰 가능해졌습니다.

"중성자별의 속성은 그들이 방출하는 중력파에 각인됩니다. 그런 다음 이 파동은 수백만 광년을 우주를 거쳐 지구의 탐지기, 예를 들어 유럽의 첨단 레이저 간섭계 중력파 관측소와 Virgo Collaboration에 도달합니다."라고 Yunes는 말했습니다. "파동을 탐지하고 분석함으로써 우리는 중성자별의 속성을 추론하고 내부 구성과 극한 환경에서 작용하는 물리학에 대해 배울 수 있습니다."

중력 물리학자로서, 유네스는 중력파가 중성자별의 모양을 왜곡하고 궤도 운동에 영향을 미치는 조석력에 대한 정보를 어떻게 인코딩하는지 결정하는 데 관심이 있었습니다. 이 정보는 또한 물리학자들에게 내부 마찰이나 점성과 같은 별의 동적 물질 특성에 대해 더 많은 것을 알려줄 수 있으며, "이는 에너지의 순 전달을 초래하는 평형이 아닌 물리적 과정에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다."라고 유네스는 말했습니다.

GW170817로 식별된 중력파 사건의 데이터를 사용하여 Yunes는 Illinois 연구원 Justin Ripley, Abhishek Hegade 및 Rohit Chandramouli와 함께 컴퓨터 시뮬레이션, 분석 모델 및 정교한 데이터 분석 알고리즘을 사용하여 이진 중성자별 시스템 내의 비평형 조석력이 중력파를 통해 감지될 수 있음을 확인했습니다. GW170817 사건은 점도를 직접 측정하기에 충분히 크지 않았지만 Yunes의 팀은 중성자별 내부의 점도가 얼마나 클 수 있는지에 대한 최초의 관찰 제약 조건을 설정할 수 있었습니다.

해당 연구 결과는 Nature Astronomy 저널에 게재되었습니다 .

"이것은 특히 ICASU와 일리노이 대학에 중요한 진전입니다."라고 유네스는 말했습니다. "70년대, 80년대, 90년대에 일리노이는 핵물리학의 주요 이론, 특히 중성자별과 관련된 이론을 개척했습니다. 이러한 유산은 첨단 LIGO 및 Virgo 감지기의 데이터에 대한 접근, ICASU를 통해 가능해진 협업, 그리고 이미 여기에 자리 잡은 수십 년의 핵물리학 전문 지식을 통해 계속될 수 있습니다."

일리노이 대학교 대학원 학위논문 완성 펠로우십과 국가 과학 재단의 지원을 받아 이 연구를 수행했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240905131242.htm