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Nuevo modelo de ondas gravitacionales ilumina las estrellas de neutrones

Investigadores de ondas gravitacionales de la Universidad de Birmingham han desarrollado un nuevo modelo que promete proporcionar nuevos conocimientos sobre la estructura y composición de las estrellas de neutrones.

El modelo muestra que las vibraciones, u oscilaciones, dentro de las estrellas se pueden medir directamente desde la señal de onda gravitacional sola. Esto se debe a que las estrellas de neutrones se deformarán bajo la influencia de las fuerzas de marea, haciéndolas oscilar a frecuencias características, y estas codifican información única sobre la estrella en la señal de ondas gravitacionales.

Esto convierte a la asteroseismología (el estudio de las oscilaciones estelares) con ondas gravitacionales de estrellas de neutrones en colisión como una nueva herramienta prometedora para investigar la naturaleza evasiva de la materia nuclear extremadamente densa.

Las estrellas de neutrones son los restos ultradensos de estrellas masivas colapsadas. Se han observado por miles en el espectro electromagnético y, sin embargo, se sabe poco sobre su naturaleza. Se puede obtener información única midiendo las ondas gravitacionales emitidas cuando dos estrellas de neutrones se encuentran y forman un sistema binario. Predichas por primera vez por Albert Einstein, estas ondas en el espacio-tiempo fueron detectadas por primera vez por el Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser avanzado (LIGO) en 2015.

Al utilizar la señal de onda gravitacional para medir las oscilaciones de las estrellas de neutrones, los investigadores podrán descubrir nuevas ideas sobre el interior de estas estrellas. El estudio, citado por Eureka Alert, se publica en Nature Communications.

El doctor Geraint Pratten, del Instituto de Ondas Gravitacionales de la Universidad de Birmingham, es el autor principal del estudio. Explicó: “A medida que las dos estrellas giran en espiral, sus formas se distorsionan por la fuerza gravitacional ejercida por su compañero. Esto se vuelve más y más pronunciado y deja una huella única en la señal de onda gravitacional.

“Las fuerzas de marea que actúan sobre las estrellas de neutrones excitan las oscilaciones dentro de la estrella, lo que nos da una idea de su estructura interna. Al medir estas oscilaciones de la señal de ondas gravitacionales, podemos extraer información sobre la naturaleza fundamental y la composición de estos misteriosos objetos que de otro modo ser inaccesible “.

El modelo desarrollado por el equipo permite que la frecuencia de estas oscilaciones se determine directamente a partir de mediciones de ondas gravitacionales por primera vez. Los investigadores utilizaron su modelo en la primera señal de onda gravitacional observada de una fusión binaria de estrellas de neutrones: GW170817.

La coautora principal, la doctora Patricia Schmidt, agregó: “Casi tres años después de que se observaron las primeras ondas gravitacionales de una estrella de neutrones binaria, todavía estamos encontrando nuevas formas de extraer más información sobre ellas a partir de las señales. puede reunirse desarrollando modelos teóricos cada vez más sofisticados, cuanto más nos acercaremos a revelar la verdadera naturaleza de las estrellas de neutrones “.

Los observatorios de ondas gravitacionales de próxima generación planificados para la década de 2030 serán capaces de detectar muchas más estrellas de neutrones binarios y observarlas con mucho mayor detalle de lo que es posible actualmente. El modelo producido por el equipo de Birmingham hará una contribución significativa a esta ciencia, según los investigadores.

“La información de este evento inicial fue limitada ya que había bastante ruido de fondo que hacía que la señal fuera difícil de aislar”, dice Pratten. “Con instrumentos más sofisticados podemos medir las frecuencias de estas oscilaciones de manera mucho más precisa y esto debería comenzar a producir algunas ideas realmente interesantes”.

Fuente: europapress.es

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