De peste șase decenii, oamenii de știință investighează originea razelor cosmice cu energie ultra-înaltă (UHECR), particule subatomice extrem de energetice. Aceste particule posedă niveluri de energie superioare capacităților celor mai puternice acceleratoare create de om.
Un progres recent sugerează o posibilă explicație. Fizicianul Glennys Farrar de la Universitatea din New York a propus o teorie care indică fuziunile de stele neutronice drept sursă a acestor particule.
Razele cosmice sunt constituite din particule subatomice, precum protoni sau nuclee atomice, care se deplasează cu viteze apropiate de cea a luminii. UHECR -urile reprezintă cele mai energetice dintre acestea, depășind cu mult energiile generate de acceleratoare precum LHC de la CERN.
Originea lor a rămas necunoscută, deși se presupune că provin din evenimente cosmice deosebit de violente. Conform teoriei lui Glennys Farrar, UHECR-urile sunt generate în timpul fuziunii a două stele neutronice, un eveniment care conduce la formarea unei găuri negre.
În timpul acestui proces, înainte de formarea completă a găurii negre, fluxurile magnetice turbulente rezultate ar acționa ca acceleratoare de particule. Fuziunile de stele neutronice generează, de asemenea, unde gravitaționale, vibrații ale spațiu-timp confirmate experimental în 2015.
Detectarea simultană a undelor gravitaționale și a emisiilor de UHECR ar oferi date cruciale pentru înțelegerea acestor fenomene. Teoria lui Farrar oferă o explicație potențială pentru corelația dintre energia și sarcina electrică a UHECR-urilor.
Interacțiunea particulelor cu câmpurile magnetice sugerează un proces de accelerare compatibil cu fluxurile magnetice turbulente. De asemenea, ar putea explica nivelurile de energie extraordinare observate la anumite UHECR-uri. Validarea teoriei poate fi realizată prin observații specifice.
Prima ar fi detectarea elementelor rare formate printr-un mecanism specific numit procesul r, care are loc în timpul fuziunilor de stele neutronice. Xenonul sau plumbul, detectate printre particulele UHECR, ar sprijini legătura cu stelele neutronice.
A doua abordare presupune observarea simultană a neutrinilor de energie ultra-înaltă și a undelor gravitaționale provenind din același eveniment astronomic, ceea ce ar oferi o dovadă directă a mecanismului propus.
