MADRID 3 mar. (EUROPA PRESS) -
Uma nova teoria fornece uma explicação viável e testável de como os raios cósmicos de energia ultra-alta podem se originar de fusões de estrelas.
Os raios cósmicos de energia ultra-alta (UHECRs) são as partículas de energia mais alta do universo, com energias mais de um milhão de vezes superiores às que os seres humanos podem alcançar. Mas, embora a existência de raios cósmicos de energia ultra-alta seja conhecida há 60 anos, os pesquisadores não conseguiram formular uma explicação satisfatória para sua origem que explique todas as observações.
"Depois de seis décadas de esforços, a origem das misteriosas partículas de alta energia do universo pode finalmente ter sido identificada", disse o professor de física da Universidade de Nova York, Glennys Farrar, que apresentou a nova teoria na revista Physical Review Letters, em um comunicado. "Essa descoberta nos fornece uma nova ferramenta para entender os eventos mais cataclísmicos do universo: a fusão de duas estrelas de nêutrons para formar um buraco negro, que é o processo responsável pela criação de muitos elementos preciosos ou exóticos, incluindo ouro, platina, urânio, iodo e xenônio.
O trabalho propõe que os UHECRs são acelerados nos fluxos magnéticos turbulentos de fusões binárias de estrelas de nêutrons (ejetados do remanescente da fusão, antes da formação do buraco negro final). O processo gera simultaneamente poderosas ondas gravitacionais, algumas das quais já foram detectadas por cientistas da colaboração LIGO-Virgo.
A proposta de Farrar explica, pela primeira vez, duas das características mais misteriosas dos UHECRs: a estreita correlação entre a energia de um UHECR e sua carga elétrica e a extraordinária energia de alguns dos eventos de maior energia.
Duas consequências decorrem da análise de Farrar que podem fornecer validação experimental em trabalhos futuros: primeiro, os UHECRs de mais alta energia se originam como elementos raros do "processo r", como xenônio e telúrio, o que motiva a busca por esse componente nos dados de UHECR. Em segundo lugar, os neutrinos de energia extremamente alta, que se originam de colisões UHECR, são necessariamente acompanhados pela onda gravitacional produzida na fusão da estrela de nêutrons mãe.
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