對雙中子星合併的模擬表明，未來的探測器將區分不同的熱核物質模型。研究人員利用超級電腦模擬探索了中子星合併如何影響重力波，發現了與殘餘物溫度的關鍵關係。這項研究有助於今後在探測和了解熱核物質方面取得進展。

當兩顆中子星相互繞行時，它們會在時空中釋放出稱為重力波的漣漪。這些漣漪會消耗軌道的能量，直到兩顆恆星最終相撞並合併成一個天體。科學家利用超級電腦模擬探索了不同核物質模型的行為如何影響這些合併後釋放的重力波。他們發現，殘餘物的溫度與這些重力波的頻率之間有強烈的相關性。下一代探測器將能夠區分這些模型。

中子星合併後約5毫秒，從上往下看，兩種不同模擬中子星合併（上、下）的密度（右）與溫度（左）比較圖。資料來源：賓州州立大學雅各布-菲爾茲（Jacob Fields）。

科學家利用中子星作為實驗室，在地球上無法探測的條件下研究核物質。他們利用目前的重力波探測器來觀測中子星合併，了解超密集冷物質的行為方式。然而，這些探測器無法測量恆星合併後的訊號。這個訊號包含了熱核物質的資訊。未來的探測器將對這些訊號更加敏感。由於它們還能區分不同的模型，這項研究的結果表明，未來的探測器將幫助科學家建立更好的熱核物質模型。

這項研究使用 THC_M1 對中子星合併進行了研究。 THC_M1 是一種模擬中子星合併的電腦程式碼，它考慮了恆星強大引力場造成的時空彎曲以及緻密物質中的中微子過程。研究人員透過改變狀態方程式中的比熱容來測試熱效應對合併的影響，比熱容用於測量中子星物質溫度上升一度所需的能量。為了確保結果的穩健性，研究人員以兩種解析度進行了模擬。他們用更近似的中微子處理方法重複了更高解析度的運行。

參考文獻

《雙中子星合併中的熱效應》，作者：Jacob Fields、Aviral Prakash、Matteo Breschi、David Radice、Sebastiano Bernuzzi 和 André da Silva Schneider，2023 年 7 月 31 日，《天文物理學雜誌通訊》。

DOI: 10.3847/2041-8213/ace5b2

《低三動量傳遞時中子-碳交互作用中核效應的辨識》，2016 年 2 月 17 日前，《物理評論快報》。

DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.071802

這項工作使用了賓州州立大學國家能源研究科學計算中心、匹茲堡超級計算中心和計算與數據科學研究所提供的計算資源。

編譯來源：ScitechDaily