Neutronensternradius aus einer Population von verschmelzenden Doppelneutronenstern-Systemen

Wir zeigen, wie Gravitationswellenbeobachtungen mit fortschrittlichen Detektoren von mehreren Dutzend bis mehreren Dutzend Doppelneutronenstern-Systemen den Neutronensternradius mit einer Genauigkeit von mehreren bis wenigen Prozent messen können, für Massen- und räumliche Verteilungen, die realistisch sind, und mit keinen der Quellen, die sich innerhalb von 100 Mpc befinden. Wir erreichen eine solche Genauigkeit, indem wir Messungen der Gesamtmasse aus der Inspiral-Phase mit denen der Kompaktheit aus den Frequenzen der Nachverschmelzungs-Oszillationen kombinieren. Um die Messfehler dieser Frequenzen zu schätzen, nutzen wir analytische Anpassungen an nachverschmelzenden numerischen Relativitätswellenformen im Zeitbereich, die hier zum ersten Mal für vier Kernphysik-Zustandsgleichungen und einige Werte für die Masse gewonnen wurden. Zudem nutzen wir quasiuniverselle Beziehungen, um Fehler in der Kompaktheit aus den Frequenzen abzuleiten. Die Messung des durchschnittlichen Radius bis gut innerhalb von 10 % ist für eine Probe von 100 Binärstern möglich, die gleichmäßig im Volumen zwischen 100 und 300 Mpc verteilt sind, solange die Zustandsgleichung nicht zu weich oder die Binärsysteme nicht zu schwer sind. Wir geben auch Fehlerabschätzungen für das Einstein-Teleskop an.