O nouă teorie pentru originea particulelor cu cea mai mare energie din Univers

Fuziunile stelare produc particulele cu cea mai mare energie din Univers. Razele cosmice de energie ultraînaltă (UHECR) sunt cele mai energice particule din Univers, având energii de peste un milion de ori mai mari decât cele care pot fi obținute de oameni.

Deși existența UHECR-urilor este cunoscută de 60 de ani, cercetătorii nu au reușit încă să formuleze o explicație satisfăcătoare pentru originile lor, care să explice toate observațiile, scrie Phys.org.

• Ce este ura și de ce apare?
• De ce ne gândim obsesiv la aceleași lucruri noaptea

O nouă teorie introdusă de fizicianul Glennys Farrar, de la Universitatea din New York (SUA), oferă o explicație viabilă și testabilă pentru modul în care se creează UHECR-urile.

Fuziunile stelare produc particulele cu cea mai mare energie din Univers

„După șase decenii de eforturi, originile acestor particule misterioase de energie maximă din Univers ar putea fi în sfârșit identificate. Această descoperire oferă un instrument nou pentru înțelegerea celor mai catastrofale evenimente ale Universului: fuziunea a două stele neutronice care formează o gaură neagră, procesul responsabil pentru crearea multor elemente prețioase sau exotice precum aur, platină, uraniu, iod și xenon”, spune Farrar, profesor universitar de fizică și profesor la NYU.

Fuziunile stelare produc particulele cu cea mai mare energie din Univers. Lucrarea propune că UHECR-urile sunt accelerate în fluxurile magnetice turbulente generate de fuziunea stelelor neutronice binare, expulzate din restul fuziunii, înainte de formarea găurii negre finale.

Acest proces generează simultan unde gravitaționale puternice, unele deja detectate de oamenii de știință în cadrul colaborării LIGO-Virgo. Propunerea lui Farrar explică, pentru prima dată, două dintre cele mai misterioase trăsături ale UHECR-urilor: corelația strânsă dintre energia unei UHECR și sarcina sa electrică; și energia extraordinară a câtorva dintre cele mai intense evenimente de energie foarte mare.

Ce am putea afla pe viitor?

Analiza lui Farrar are două consecințe care pot oferi validare experimentală în cercetările viitoare: cele mai mari energii ale UHECR-urilor provin din elemente rare „r-process”, cum ar fi xenonul și telurul, ceea ce motivează căutarea unui astfel de component în datele UHECR; neutrinii de energie extrem de mare, care provin din coliziunile UHECR-urilor, sunt însoțiți în mod necesar de unda gravitațională generată de fuziunea stelelor neutronice.

Studiul este publicat în revista Physical Review Letters.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii spun că existența unor specii extraterestre tehnologice este foarte probabilă

Astronomii dezvăluie cel mai mare jet radio văzut vreodată în Universul timpuriu

O simulare cuantică a dezvăluit cum bulele cosmice ar putea prăbuși Universul

„Marile canioane” de pe Lună au fost create în doar 10 minute catastrofale, relevă un studiu