Multi-messenger astronomi tilbyder nye estimater af neutronstjernestørrelse og universets udvidelse

En kombination af astrofysiske målinger har gjort det muligt for forskere at sætte nye begrænsninger på radius af en typisk neutronstjerne og give en ny beregning af Hubble-konstanten, der angiver den hastighed, hvormed universet udvider sig.

"Vi studerede signaler, der kom fra forskellige kilder, for eksempel nyligt observerede sammensmeltninger af neutronstjerner, " sagde Ingo Tews, teoretiker i kerne- og partikelfysik, Astrofysik og kosmologi gruppe ved Los Alamos National Laboratory, som arbejdede med et internationalt samarbejde af forskere om analysen, der skulle vises i tidsskriftet Videnskab den 18. december. "Vi analyserede i fællesskab gravitationsbølgesignaler og elektromagnetiske emissioner fra fusionerne, og kombineret dem med tidligere massemålinger af pulsarer eller nylige resultater fra NASAs Neutron Star Interior Composition Explorer. Vi finder, at radius af en typisk neutronstjerne er omkring 11,75 kilometer, og Hubble-konstanten er cirka 66,2 kilometer i sekundet pr. megaparsek.

At kombinere signaler for at få indsigt i fjerne astrofysiske fænomener er kendt på området som multi-budbringer-astronomi. I dette tilfælde, forskernes multi-messenger-analyse gjorde det muligt for dem at begrænse usikkerheden i deres estimat af neutronstjerneradier til inden for 800 meter.

Deres nye tilgang til at måle Hubble-konstanten bidrager til en debat, der er opstået fra andre, konkurrerende bestemmelser om universets udvidelse. Målinger baseret på observationer af eksploderende stjerner kendt som supernovaer er i øjeblikket i modstrid med dem, der kommer fra at se på Cosmic Microwave Background (CMB), som i bund og grund er den resterende energi fra Big Bang. Usikkerhederne i den nye multimessenger Hubble-beregning er for store til endeligt at løse uenigheden, men målingen understøtter lidt mere CMB-tilgangen.

Tews' primære videnskabelige rolle i undersøgelsen var at levere input fra nukleare teoriberegninger, der er udgangspunktet for analysen. Hans syv samarbejdspartnere på papiret omfatter et internationalt hold af videnskabsmænd fra Tyskland, Holland, Sverige, Frankrig, og USA.

En kombination af astrofysiske målinger har gjort det muligt for forskere at sætte nye begrænsninger på radius af en typisk neutronstjerne og give en ny beregning af Hubble-konstanten, der angiver den hastighed, hvormed universet udvider sig.

"Vi studerede signaler, der kom fra forskellige kilder, for eksempel nyligt observerede sammensmeltninger af neutronstjerner, " sagde Ingo Tews, teoretiker i kerne- og partikelfysik, Astrofysik og kosmologi gruppe ved Los Alamos National Laboratory, som arbejdede med et internationalt samarbejde mellem forskere om analysen, der skulle vises i tidsskriftet Science den 18. december. "Vi analyserede i fællesskab gravitationsbølgesignaler og elektromagnetiske emissioner fra fusionerne, og kombineret dem med tidligere massemålinger af pulsarer eller nylige resultater fra NASAs Neutron Star Interior Composition Explorer. Vi finder ud af, at radius af en typisk neutronstjerne er omkring 11,75 kilometer, og Hubble-konstanten er cirka 66,2 kilometer i sekundet pr. megaparsek.

At kombinere signaler for at få indsigt i fjerne astrofysiske fænomener er kendt i feltet som multi-budbringer astronomi. I dette tilfælde, forskernes multi-messenger-analyse gjorde det muligt for dem at begrænse usikkerheden i deres estimat af neutronstjerneradier til inden for 800 meter.

Deres nye tilgang til at måle Hubble-konstanten bidrager til en debat, der er opstået fra andre, konkurrerende bestemmelser om universets udvidelse. Målinger baseret på observationer af eksploderende stjerner kendt som supernovaer er i øjeblikket i modstrid med dem, der kommer fra at se på Cosmic Microwave Background (CMB), som i bund og grund er den resterende energi fra Big Bang. Usikkerhederne i den nye multimessenger Hubble-beregning er for store til endeligt at løse uenigheden, men målingen understøtter lidt mere CMB-tilgangen.

Tews' primære videnskabelige rolle i undersøgelsen var at levere input fra nukleare teoriberegninger, der er udgangspunktet for analysen. Hans syv samarbejdspartnere på papiret omfatter et internationalt hold af videnskabsmænd fra Tyskland, Holland, Sverige, Frankrig, og USA.