波茨坦大學天體物理學教授Tim Dietrich和國際科學團隊將中子星碰撞的各種觀測數(shù)據(jù)與核物理計算相結(jié)合，在限制典型中子星的大小和測量宇宙的膨脹率（由哈勃常數(shù)決定）方面取得了突破,。他們的結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在高級期刊《科學》上（點擊文末「閱讀原文」查看論文）,。

兩個中子星的碰撞顯示了并合過程中釋放的電磁波和引力波。多信使的組合解釋使它能夠了解中子星的內(nèi)部組成,，并揭示宇宙中最極端條件下物質(zhì)的性質(zhì),。@ Tim Dietrich

在現(xiàn)代天體物理學中，科學家結(jié)合了來自太空的不同類型的信號,，特別是光,，宇宙粒子和引力波，以回答宇宙歷史的基本問題,。這種多信使天文學的方法是一個迅速發(fā)展的領(lǐng)域,，電磁波譜中的宇宙信使包括伽馬射線、紫外線,、可見光,、紅外線和無線電。信使粒子可以是電子,、質(zhì)子,、中微子、復雜原子核等,。最后,，引力波是時空本身結(jié)構(gòu)中的微小波動,，可由恒星演化末期形成的中子星或黑洞加速運動產(chǎn)生。尤其對于來自碰撞的中子星,，天文學家可以描繪出密度超過原子核內(nèi)部密度（一茶匙物質(zhì)重量達到數(shù)百萬噸）的物質(zhì)的性質(zhì),。碰撞的中子星產(chǎn)生了元素周期表中的大部分的重元素，并且可以用來測量宇宙的膨脹率,。

多步程序約束中子星狀態(tài)方程（EOS）,。允許的EOS顯示為藍線，不允許的EOS顯示為灰線,。下面的圖顯示了1.4倍太陽質(zhì)量的中子星半徑的概率分布函數(shù)（PDF）,，虛線表示90％的置信范圍。@ 文末原論文圖1

為了揭示中子星碰撞中潛在物理過程的奧秘,，來自德國,、荷蘭、瑞典,、法國和美國的研究人員將對中子星碰撞的觀測與整個電磁波譜和引力波中的信號結(jié)合在一起,?！拔覀兘⒘艘粋€跨學科的框架,，將觀測結(jié)果與理論核物理計算相結(jié)合，以提取極端條件下這些系統(tǒng)和物質(zhì)的天體信息,。使用這個方法,，我們可以將典型中子星的大小限制為~12 km，即中子星是具有一座城市大小的天體,，但其質(zhì)量卻是地球質(zhì)量的數(shù)十萬倍,，”物理與天文學研究所理論天體物理學教授Tim Dietrich說。此外,，研究小組使用提取的天文學信息確定了哈勃常數(shù)--描述宇宙膨脹的基本常數(shù)--大約為66 km/s/Mpc,。“在過去的幾年中,，科學界試圖解決關(guān)于宇宙膨脹速度的不同測量結(jié)果之間的矛盾,。我們的新框架使我們能夠重新測量哈勃常數(shù)，最終結(jié)果略微偏向先前的宇宙微波背景的測量結(jié)果,?！痹撗芯康暮现摺⒙逅拱⒗箛覍嶒炇业目茖W家Ingo Tews補充道,。

距離-傾角約束和哈勃常數(shù)測量,。@ 文末原論文圖2

從描述中子星核心核物質(zhì)的理論輸入開始，研究人員通過多步程序分析了天文數(shù)據(jù),?！拔覀儼ㄍㄟ^無線電觀測，快速旋轉(zhuǎn)的中子星觀測以及通過中子星并合的引力波和電磁信號觀測測得的中子星質(zhì)量，”Tim Dietrich解釋了這些方法,，“對于后者,，我們掃描了整個從無線電頻帶到伽馬射線的頻譜。開發(fā)的框架是通用的,，可以輕松擴展以包括未來幾年越來越多的多信使信號的探測,。”

兩個旋近和并合中子星最后幾毫秒的數(shù)值相對論模擬,。較高的密度以藍色顯示,，較低的密度以青色顯示，最終的黑洞顯示為灰色,。@ T. Dietrich, S. Ossokine, H. Pfeiffer, A. Buonanno