Gwiazdy neutronowe należą do najgęstszych obiektów we Wszechświecie .Gdyby nasze Słońce o promieniu 700 000 kilometrów było gwiazdą neutronową, jego masa zostałaby skondensowana w niemal idealną kulę o promieniu około 12 kilometrów. Gdy dwie gwiazdy neutronowe zderzają się i łączą w hiper-masywną gwiazdę neutronową, materia w rdzeniu nowego obiektu staje się niesamowicie gorąca i gęsta. Zgodnie z obliczeniami fizycznymi warunki te mogą skutkować powstaniem hadronów, takich jak neutrony i protony, które są cząstkami normalnie występującymi w naszym codziennym życiu, rozpuszczającymi się w składnikach kwarków i gluonów, a tym samym wytwarzają plazmę kwarkowo-gluonową.
W 2017 r. po raz pierwszy odkryto, że łączące się gwiazdy neutronowe wysyłają sygnał w postaci fali grawitacyjnej, który można wykryć poprzez obserwację z Ziemi. Sygnał dostarcza nie tylko informacji o naturze grawitacji, ale także o zachowaniu materii w ekstremalnych warunkach. Kiedy te fale grawitacyjne odkryto po raz pierwszy w 2017 r., okazało się, że nie zostały one jednak zarejestrowane poza punktem scalenia.
Tu zaczyna się praca fizyków z Frankfurtu. Symulowali łączenie gwiazd neutronowych i iloczyn połączenia, aby zbadać warunki, w których miałoby miejsce przejście od hadronów do plazmy kwarkowo-gluonowej i jak wpłynęłoby to na odpowiednią falę grawitacyjną. Rezultat: w konkretnej, późnej fazie życia połączonego obiektu nastąpiło przejście fazowe do plazmy kwarkowo-gluonowej, pozostawiając wyraźny i charakterystyczny sygnał w sygnale generowanym przez falę grawitacyjną.
Profesor Luciano Rezzolla z Uniwersytetu Goethego jest przekonany: „W porównaniu z poprzednimi symulacjami odkryliśmy nową sygnaturę fal grawitacyjnych, która jest znacznie łatwiejsza do wykrycia. Jeśli ta sygnatura występuje w falach grawitacyjnych, które otrzymamy z przyszłych połączeń gwiazd neutronowych , mielibyśmy wyraźny dowód na tworzenie plazmy kwarkowo-gluonowej w obecnym wszechświecie. ”