特に、天体物理学者がそれらの非常に暴力的な終わりを直接観察しただけであると考えると、それは2つの遠く離れたオブジェクトについて多くの詳細です. チームは、ほこりの山から都市を再構築しました。 ごくわずかなものから多くのことを推測するために、彼らは中性子星の観測と他の星や銀河の研究から得た洞察を組み合わせ、観測された星と仮説上の星の両方の数学的モデルの巨獣を作成しました。 モデルには、250,000 種類の星の内部から表面までの温度、化学組成、およびその他の特徴の詳細な説明と、各星が燃料を燃焼させて最終的に死ぬときにこれらの特性がどのように変化するかが含まれています。 さらに、モデルは銀河全体をシミュレートでき、それぞれが異なる年齢と化学組成の星の複数のコレクションを含んでいます。
そのため、合体した中性子星の過去を明らかにするために、Stevance と彼女の同僚は、モデル内の中性子星について観測されたデータを再現する作業を行いました。これにより、2 つの星が合体する前に何が起こったのかについて、最も可能性の高いシナリオを伝えることができました。 例えば、彼らは、2 つの天体が衝突するのにどれだけの時間がかかったのかという理由で、星が複数回エンベロープを共有していると結論付けました。 2 つの連星がエンベロープを結合すると、その共有エンベロープ内のガスが抗力を生み出し、星の軌道を遅くします。これにより、星が互いに渦巻いて、星間の距離が急速に縮まります。 残りのコアと同じくらい迅速にマージするには、スターはエンベロープを数回共有する必要がありました。
この中性子星の合体に関する研究は、何十年にもわたる天文学の研究に基づいています。 オークランド大学の天体物理学の講師であり、ステヴァンスの共同研究者の 1 人であるヤン・エルドリッジは、ステヴァンスの同僚が 15 年前に星のモデルを定式化して、非常に遠い銀河の天体を研究し始めたと述べています。 「これを最初に作成したとき、重力波が検出されるまでには何年もかかりました」と Eldridge 氏は言います。 この 15 年前のモデルは、1970 年代に天文学者が作成した星のモデルに基づいて構築されています。 この作品は、長く、しばしば回り道をする科学的プロセスを示しています。何世代にもわたる天文学者は、星に関する接線的な問題に取り組み、数十年後の新しい発見に意図せず貢献しています。
さらに、Stevance と彼女のチームは研究をオープンソース化し、他の研究者が他の星の活動の時計を巻き戻せるようにしました。 研究者は、このフレームワークを使用して、大質量星の華麗な爆発である超新星を研究できると、ノースウェスタン大学のピーター ブランチャード氏は述べています。同氏はこの研究には関与していません。 天体物理学者が、多くの種類の重元素を生成すると予測されるこれらのさまざまな種類の爆発をさらに研究するにつれて、宇宙のすべての元素がどこで発生したかをよりよく説明できるようになります。 星の死によって金とウランが鍛造され、最終的には他の元素と合体して地球が形成された可能性があり、宝石や武器になる何十億年も前のことです。
中性子星の系統を予測するために、Stevance のモデルは、銀河に含まれる元素の種類や、それらが銀河全体に均一に分布しているかどうかなど、それらをホストする銀河の特性も推測する必要がありました。 テキサス大学オースティン校の天体物理学者 Hsin-Yu Chen 氏は、この知識が今後他の合併を探す際の指針となるだろうと述べています。
研究者がより多くの中性子星合体を見つけることができれば、Chen はそれらを使用して、宇宙の年齢を計算するために必要な宇宙の膨張速度を把握したいと考えています。 チェンは、合体の重力波信号を使用して、地球から中性子星までの距離を計算できます。 次に、合体で放出された光を分析することで、中性子星がどのくらいの速さで離れていくかを推定し、膨張率を提供します。 天体物理学者はこれまで、異なる方法を用いて宇宙の膨張について相反する 2 つの速度を計算してきたので、衝突を調整するためにさらに多くの合体を観察したいと考えています。
米国ワシントン州とルイジアナ州の 2 つの検出器を使用して中性子星の合体を検出したレーザー干渉計重力波天文台の共同研究は、2 年間のアップグレードを経て、2023 年 5 月にオンラインに戻る予定です。 それが実現すると、研究者たちは、年間 10 回の中性子星の合体を検出できると予想しています。これにより、宇宙の年齢に関する問題をより深く掘り下げる多くの機会が得られるはずです。 「今後数年間は非常にエキサイティングなものになるでしょう」とブランチャードは言います。 それはまた、非常にエキサイティングな数十億年でした。