教育新闻网由马克斯·普朗克引力物理研究所(阿尔伯特·爱因斯坦研究所; AEI)成员领导的国际研究小组获得了关于中子星有多大的新测量结果。为此，他们将对中子星物质未知行为的一般性第一原理描述与对二元中子星合并GW170817的多信使观测相结合。他们的结果发表在《自然天文学》上如今，它比以前的限制严格了两倍，表明典型的中子星的半径接近11公里。他们还发现，除非黑洞很小和/或快速旋转，否则与黑洞合并的中子星在大多数情况下很可能被整个吞噬。这意味着虽然可以将这种合并作为引力波源观察到，但它们在电磁频谱中是不可见的。
“二进制中子星合并是信息的金矿!”AEI汉诺威研究所研究员，《自然天文学》研究的第一作者Collin Capano说。“中子星包含可观察到的宇宙中最稠密的物质。实际上，它们是如此密集和紧凑，以至于您可以将整个恒星视为单个原子核，放大到一个城市的大小。通过测量这些物体，的特性，我们将了解在亚原子级控制物质的基本物理学。”
AEI汉诺威研究小组的负责人Badri Krishnan说：“我们发现，典型的中子星的半径大约是我们太阳的1.4倍，半径为11公里。”“我们的结果将半径限制在了10.4至11.9公里之间。这比以前的结果严格了两倍。”
双星中子星合并成为天体宝库
中子星是超新星爆炸的致密，极致密的残余物。它们的大小相当于一个城市，其质量是太阳的两倍。尚不清楚中子密度高的物质的行为方式，而且不可能在地球上的任何实验室中创造这种条件。物理学家提出了各种模型(状态方程)，但是尚不清楚这些模型中的哪一个(如果有的话)正确地描述了自然界中的中子星物质。
当要了解更多关于极端条件下的物质和潜在核物理的知识时，双星中子星的合并(例如在引力波和整个电磁光谱中于2017年8月观测到的GW170817)是最令人兴奋的天体物理学事件。由此，科学家们可以反过来确定中子星的物理特性，例如它们的半径和质量。
研究小组使用了基于第一性原理的模型，该模型描述了亚原子粒子如何在中子星内部发现的高密度下相互作用。值得注意的是，正如该团队所表明的那样，长度尺度小于一万亿分之一毫米的理论计算可以与距离一亿光年远的天体物体的观测结果进行比较。
卡帕诺说：“这有点令人困惑。”“ GW170817是由1.2亿年前的两个城市大小的物体碰撞而引起的，当时恐龙在地球上行走。这发生在十亿亿公里之外的星系中。由此，我们获得了对亚原子物理学的深刻见解。”
中子星有多大?
研究人员使用的第一原理描述预测了直接来自核物理的中子星状态方程的全族。作者从这个家族中选择了最有可能解释不同天体物理观测结果的成员。他们选了模特
与公共LIGO和处女座数据对GW170817的引力波观测结果一致，
合并产生了一个短寿命的超质量中子星，并且
这与从GW170817的电磁对应观测得出的对最大中子星质量的已知限制相吻合。
这不仅使研究人员能够获得有关稠密物质物理学的可靠信息，而且还可以获得迄今为止对中子星大小最严格的限制。
