Трехмерное моделирование раскрыло связь уравнения состояния с гравитационными волнами сверхновых
Международная группа астрофизиков впервые провела трёхмерное моделирование коллапса быстро вращающейся массивной звезды с разными уравнениями состояния ядерной материи. Результаты показывают, что низкотемпературная неустойчивость (low-T/|W|) возникает во всех рассмотренных моделях, подтверждая её универсальность для таких сценариев.
В ходе симуляций учёные использовали пять различных уравнений состояния при конечных температурах. Основное внимание уделили тому, как плотная материя влияет на развитие неустойчивости и на мультимессенджерные сигналы — гравитационные волны и нейтрино.
Выяснилось, что момент начала неустойчивости, её угловая структура, продолжительность и характерные частоты зависят от выбранного уравнения состояния. Это связано с различиями в структуре и профиле вращения формирующейся протонейтронной звезды.
Неустойчивость порождает крупномасштабные спиральные моды, которые генерируют квазипериодическое гравитационно-волновое излучение и модулируют светимость нейтрино, особенно вблизи экваториальной плоскости.
Ключевой вывод: доминирующая частота гравитационных волн коррелирует с эффективной жёсткостью и компактностью протонейтронной звезды. Более компактные и жёсткие конфигурации излучают на более высоких частотах.
По мнению авторов, это означает, что при наблюдениях быстро вращающихся сверхновых частота гравитационных волн может стать диагностическим инструментом для определения уравнения состояния плотной материи, дополняя информацию из нейтринного сигнала.
Работа опубликована на сервере препринтов arXiv и открывает новые возможности для интерпретации будущих данных LIGO, Virgo и нейтринных обсерваторий.
