Gravitational Wave Detectors Set New Limits on Neutron Star Physics
Scientists using the LIGO gravitational wave observatory have set the strictest-ever direct constraints on waves produced by a pulsar glitch, a sudden spin-up in a neutron star's rotation. The finding validates a new detection method that could unlock hidden physics in some of the universe's most extreme objects as detector sensitivity improves over the next decade.
Originaltitel: Constraints on Gravitational Waves from the 2024 Vela Pulsar Glitch
Gravitationsvågsdetektorer kan nu ställa strängare krav på energiutsläpp från roterande neutronstjärnor än vad tidigare indirekta mätningar tillät. LIGO-detektorerna analyserade data från en Vela-pulsarglitch i april 2024 och sökte både korta burstliknande signaler från fundamentalmodoscillationer och längre kvasimonokaromatiska transienter upp till fyra månaders varaktighet. Ingen signifikant detektion identifierades, men detta gav forskare möjlighet att sätta direkta övre gränser på gravitationsvågsamplitud — ett första för denna pulsartyp. Max Planck Institute for Gravitational Physics ledde arbetet med stöd från internationella universitet. För leverantörer av sensorik och datoranalys inom gravitationsvågsfysik visar resultaten att förbättrad detektörkänslighet öppnar nya vägar för att begränsa neutronstarfysik och testkvaliteten på framtida mätningar utan att vänta på starkare källsignaler.
Abstract Among known neutron stars, the Vela pulsar is one of the best targets for gravitational-wave searches. It is also one of the most prolific in terms of glitches, which are sudden frequency changes in a pulsar’s rotation. Such glitches could cause a variety of transient gravitational-wave signals. Here, we search for signals associated with a Vela glitch on 2024 April 29 in data of the two LIGO detectors from the fourth LIGO–Virgo–KAGRA observing run. We search both for seconds-scale burst-like emission, primarily from fundamental ( f -)mode oscillations, and for longer quasi-monochromatic transients up to 4 months in duration, primarily from quasi-static quadrupolar deformations. We find no significant detection candidates, but for the first time we set direct observational upper limits on gravitational strain amplitude that are stricter than what can be indirectly inferred from the overall glitch energy scale. We discuss the short- and long-duration observational constraints in the context of specific emission models. These results demonstrate the potential of gravitational-wave probes of glitching pulsars as detector sensitivity continues to improve.