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Produção de Raios Cósmicos de Energia Ultra-Alta em Fusões de Estrelas de Nêutrons Binárias

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Um estudo recente explora a origem dos raios cósmicos de energia ultra-alta (UCRs), propondo que as fusões de estrelas de nêutrons binárias são locais significativos para a produção dessas partículas extremas. O artigo, intitulado "Ultrahigh Energy Cosmic Ray Production in Binary Neutron Star Mergers" por Glennys R. Farrar, detalha previsões sobre o espectro e a composição dos UCRs gerados nesses eventos cataclísmicos.

A pesquisa aponta que as condições iniciais altamente restritas das fusões de estrelas de nêutrons permitem fazer previsões quantitativas sobre a energia de corte para vários núcleos. O mecanismo chave identificado para a produção de UCRs mais pesados que o hélio é a aceleração no fluxo turbulento magnetizado que se encontra fora dos jatos principais.

O estudo também aborda a distribuição da composição dos raios cósmicos produzidos, indicando que ela varia com o ângulo polar. Partículas mais leves, como prótons e partículas alfa, podem ser aceleradas no próprio jato, enquanto núcleos mais pesados predominam em ângulos maiores, longe do cone do jato.

As fusões de estrelas de nêutrons binárias são eventos de extrema relevância astrofísica, conhecidos por serem fontes de ondas gravitacionais e emissões eletromagnéticas. A identificação desses sistemas como potenciais berçários de raios cósmicos de energia ultra-alta adiciona uma nova camada de complexidade e importância para sua compreensão. O trabalho foi aceito para publicação no The Astrophysical Journal. As áreas de estudo relevantes para este artigo incluem Astrofísica de Altas Energias e Física de Altas Energias - Fenomenologia.

Fonte: https://arxiv.org/pdf/2506.22625

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