从双星并合约束中子星的状态方程

确定核密度下物质的状态方程，进而确定中子星的结构，几十年来一直是一个难题。我们展示了即将探测到的来自并合中子星双星的引力波如何用于解决这一难题。利用大量具有核状态方程的双星精确数值相对论模拟，我们发现并合后发射具有两个显著且稳健的谱特征。虽然高频峰已与并合产生的超质量中子星的振荡相关联，并依赖于状态方程，但低频峰（与并合过程相关）与双星中恒星的总紧致度之间出现了一种新的关联。更重要的是，这种关联本质上是普适的，从而为严格约束状态方程提供了有力工具。如果从旋近信号中已知双星的质量，则结合使用两个频率峰可同时设置四个约束条件。理想情况下，即使单次探测也足以从众多状态方程中选出一个。我们用模拟数据测试了该方法，并验证了它对所考虑的所有状态方程均有效。