Un nuevo artículo del físico de la NYU Glennys Farrar proporciona una herramienta para comprender los eventos más cataclísmicos del universo: dos estrellas de neutrones que se fusionan para formar un agujero negro. En la ilustración anterior, dos estrellas de neutrones están a punto de colisionar. Crédito: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA.
Un nuevo artículo proporciona a los científicos una herramienta innovadora para comprender los eventos cataclísmicos.
El físico Glennys Farrar ha propuesto una teoría comprobable que vincula los rayos cósmicos de energía ultra alta con las salidas magnéticas de las fusiones de estrellas de neutrones, explicando características clave y ofreciendo nuevas direcciones para la investigación cósmica.
Ahora, una nueva teoría propuesta por el físico Glennys Farrar de la Universidad de Nueva York ofrece un modelo convincente y comprobable sobre cómo se generan los uhecrs.
Una teoría innovadora
Estas imágenes muestran la fusión de dos estrellas de neutrones recientemente simuladas usando un nuevo modelo de supercomputador. Los colores más rojos indican densidades más bajas. Las cintas y líneas verdes y blancas representan campos magnéticos. Las estrellas de neutrones en órbita pierden rápidamente energía al emitir ondas gravitacionales y fusionarse después de aproximadamente tres órbitas, o en menos de 8 milisegundos. La fusión amplifica y revuelve el campo magnético fusionado. Se forma un agujero negro y el campo magnético se vuelve más organizado, y finalmente produce estructuras capaces de soportar los chorros que alimentan estallidos de rayos gamma cortos. Crédito: NASA/AEI/ZIB/M. Koppitz y L. Rezzolla.
El trabajo que aparece en el diario Cartas de revisión físicaPropone que los UHECR se aceleran en las salidas magnéticas turbulentas de las fusiones de estrellas de neutrones binarios, salidas de la fusión remanente, antes de la formación del agujero negro final. El proceso genera simultáneamente ondas gravitacionales poderosas, algunas ya detectadas por científicos en la colaboración Ligo-Virgo.
Explicando rompecabezas de larga data
Farrar Cartas de revisión física La propuesta explica, por primera vez, dos de las características más misteriosas de los uhecrs: la estrecha correlación entre la energía de un uhecr y su carga eléctrica y la extraordinaria energía de un puñado de los eventos energéticos más altos.
Derivado del análisis de Farrar hay dos consecuencias que pueden proporcionar validación experimental en trabajos futuros:
- Los Uhecrs de energía más altos se originan como elementos raros de “proceso R”, como Xenon y Tellurium, motivando una búsqueda de dicho componente en los datos de UHECR.
- Los neutrinos extremadamente de alta energía, originados por colisiones de Uhecr, están necesariamente acompañados por la onda gravitacional producida en la fusión de la estrella de neutrones de los padres.
Referencia: “Fusiones de estrella de neutrones binarios como la fuente de los rayos cósmicos de energía más altos” de Glennys R. Farrar, 28 de febrero de 2025, Cartas de revisión física.
Doi: 10.1103/Physrevlett.134.081003
La investigación fue apoyada, en parte, por subvenciones de la National Science Foundation (PHY-2013199, PHY-2413153).
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