2016年2月に、レーザー干渉計重力波観測所（LIGO）で働いている科学者は、重力波の初めての検出を発表したときに歴史を築きました。その時以来、重力波の研究はかなり進歩し、宇宙とそれを支配する法則の研究に新しい可能性を開きました。
たとえば、最近、フランクフルトアムマイン大学のチームは、重力波を使用してブラックホールに崩壊する前に大規模な中性子星がどのように到達できるかを判断する方法を示しました。中性子星が1960年代に最初に発見されて以来、これは謎のままです。そして現在、質量の上限が確立されているので、科学者は、極端な条件下で物質がどのように作用するかをよりよく理解できるようになります。
彼らの発見を説明する研究は最近科学雑誌に掲載されました 天体物理ジャーナルの手紙 「重力波観測と準普遍関係を使用して中性子星の最大質量を制限する」というタイトルで。この研究は、理論天体物理学の議長であり、フランクフルト大学の理論物理学研究所の所長であるルチアーノ・レッツォーラが率い、彼の学生であるエリアス・モストとルーカス・ウェイの支援を受けました。
彼らの研究のために、チームはGW170817として知られている重力波イベントについて行われた最近の観測を検討しました。 2017年8月17日に発生したこのイベントは、レーザー干渉計重力波観測所（LIGO）と乙女座観測所によって発見された6番目の重力波です。以前のイベントとは異なり、これは2つの中性子星の衝突と爆発によって引き起こされたように見えるという点でユニークでした。
また、他のイベントは約10億光年の距離で発生しましたが、GW170817は地球から1億3000万光年しか発生しなかったため、迅速な検出と研究が可能になりました。さらに、イベントの数か月後に行われたモデリングに基づいて（およびチャンドラX線天文台によって取得されたデータを使用して）、衝突は残骸としてブラックホールを残したように見えました。
チームはまた、数年前にフランクフルト大学の研究者によって開発された「普遍的関係」アプローチを採用しました。このアプローチは、すべての中性子星が無次元量で表現できる同様の特性を持っていることを意味します。彼らはGWデータと組み合わせて、回転しない中性子星の最大質量は2.16太陽質量を超えることはできないと結論付けました。
フランクフルト大学のプレスリリースでRezzolla教授が説明したように、
「理論的研究のすばらしいところは、予測ができることです。しかしながら、理論はその不確実性のいくつかを絞り込むために必死に実験を必要とします。したがって、何百万光年も離れて発生した単一の連星中性子星の合併の観測と、理論的研究を通じて発見された普遍的な関係を組み合わせることで、過去に多くの憶測があった謎を解くことができたことは非常に注目に値します。」
この研究は、理論的研究と実験的研究がどのように一致して、より良いモデルと広告予測を生み出すことができるかを示す良い例です。彼らの研究が発表されてから数日後、米国と日本の研究グループが独自に調査結果を確認しました。同様に、これらの研究チームは、さまざまなアプローチと手法を使用して、調査結果を確認しました。
将来、重力波天文学はさらに多くのイベントを観測することが期待されています。そして、改良された方法と自由に使えるより正確なモデルにより、天文学者は私たちの宇宙で働いている最も神秘的で強力な力についてさらに学ぶ可能性があります。
