对双中子星合并的模拟表明，未来的探测器将区分不同的热核物质模型。研究人员利用超级计算机模拟探索了中子星合并如何影响引力波，发现了与残余物温度的关键关系。这项研究有助于今后在探测和了解热核物质方面取得进展。

当两颗中子星相互绕行时，它们会在时空中释放出称为引力波的涟漪。这些涟漪会消耗轨道的能量，直到两颗恒星最终相撞并合并成一个天体。科学家们利用超级计算机模拟探索了不同核物质模型的行为如何影响这些合并后释放的引力波。他们发现，残余物的温度与这些引力波的频率之间存在很强的相关性。下一代探测器将能够区分这些模型。

中子星合并后约5毫秒，从上往下看，两种不同模拟中子星合并（上、下）的密度（右）和温度（左）对比图。资料来源：宾夕法尼亚州立大学雅各布-菲尔兹（Jacob Fields）。

科学家利用中子星作为实验室，在地球上无法探测的条件下研究核物质。他们利用目前的引力波探测器来观测中子星合并，了解超密集冷物质的行为方式。然而，这些探测器无法测量恒星合并后的信号。这个信号包含了热核物质的信息。未来的探测器将对这些信号更加敏感。由于它们还能区分不同的模型，这项研究的结果表明，未来的探测器将帮助科学家们建立更好的热核物质模型。

这项研究使用 THC_M1 对中子星合并进行了研究。THC_M1 是一种模拟中子星合并的计算机代码，它考虑到了恒星强大引力场造成的时空弯曲以及致密物质中的中微子过程。研究人员通过改变状态方程中的比热容来测试热效应对合并的影响，比热容用于测量中子星物质温度上升一度所需的能量。为了确保结果的稳健性，研究人员以两种分辨率进行了模拟。他们用更近似的中微子处理方法重复了更高分辨率的运行。

参考文献

《双中子星合并中的热效应》，作者：Jacob Fields、Aviral Prakash、Matteo Breschi、David Radice、Sebastiano Bernuzzi 和 André da Silva Schneider，2023 年 7 月 31 日，《天体物理学杂志通讯》。

DOI: 10.3847/2041-8213/ace5b2

《低三动量传递时中子-碳相互作用中核效应的识别》，2016 年 2 月 17 日前，《物理评论快报》。

DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.071802

这项工作使用了宾夕法尼亚州立大学国家能源研究科学计算中心、匹兹堡超级计算中心和计算与数据科学研究所提供的计算资源。

编译来源：ScitechDaily