La nouvelle théorie suggère que les fusions étoiles produisent des particules les plus énergiques d’Univers

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Les rayons cosmiques ultra-élevé sont les particules les plus énergiques de l’univers, dont les énergies sont plus d’un million de fois ce qui peut être réalisé par les humains. Mais alors que l’existence des UHECR est connue depuis 60 ans, les chercheurs n’ont pas réussi à formuler une explication satisfaisante de leur origine qui explique toutes les observations.

Mais une nouvelle théorie introduite par le physicien de l’Université de New York, Glennys Farrar, fournit une explication viable et testable sur la façon dont les UHECR sont créés.

« Après six décennies d’efforts, l’origine des particules mystérieuses de la plus haute énergie de l’univers peut enfin avoir été identifiée », explique Farrar, professeur collégial de physique et Julius Silver, Rosalind S. Silver et Enid Silver Winslow professeur à NYU. « Cette perspicacité donne un nouvel outil pour comprendre les événements les plus cataclysmiques de l’univers: deux étoiles à neutrons fusionnant pour former un trou noir, qui est le processus responsable de la création de nombreux éléments précieux ou exotiques, y compris l’or, le platine, l’uranium, l’iode et le xénon. »

Le travailqui apparaît dans le journal Lettres d’examen physiquepropose que les UHECR sont accélérés dans les sorties magnétiques turbulentes de fusions d’étoiles de neutrons binaires – transportées par le reste de la fusion, avant la formation du trou noir final. Le processus génère simultanément de puissantes ondes gravitationnelles – certaines déjà détectées par des scientifiques de la collaboration Ligo-Virgo.

Farrar Lettres d’examen physique La proposition explique, pour la première fois, deux des caractéristiques les plus mystérieuses des UHECR: la corrélation serrée entre l’énergie d’un UHECR et sa charge électrique et l’énergie extraordinaire d’une poignée d’événements énergétiques les plus élevés.

L’analyse de Farrar est deux conséquences qui peuvent fournir une validation expérimentale dans les travaux futurs:

  • Les UHECR de l’énergie la plus élevée proviennent de rares éléments de « process », tels que Xenon et Tellurium, motivant une recherche d’un tel composant dans les données UHECR.
  • Les neutrinos extrêmement à énergie, provenant des collisions UHECR, sont nécessairement accompagnés de l’onde gravitationnelle produite dans la fusion d’étoiles à neutrons parent.

    • Plus d’informations:
    Glennys R. Farrar, Binary Neutron Star Mergers comme source des rayons cosmiques les plus élevés, Lettres d’examen physique (2025). Doi: 10.1103 / PhysRevLett.134.081003

    Fourni par l’Université de New York

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