Vinculan los rayos cósmicos de mayor energía con la fusión de estrellas de neutrones

Los rayos cósmicos de energía ultraalta (UHECR, por sus siglas en inglés) son las partículas más energéticas del universo, con niveles de energía que superan en más de un millón de veces los alcanzados por el ser humano en experimentos terrestres. A pesar de que su existencia se conoce desde hace seis décadas, su origen ha permanecido como un enigma sin una explicación satisfactoria que encaje con todas las observaciones.

Ahora, una nueva teoría presentada en la revista Physical Review Letters por la profesora de Física de la Universidad de Nueva York Glennys Farrar podría resolver el misterio. Según su propuesta, estos rayos cósmicos se generan en los intensos flujos magnéticos producidos durante la fusión de dos estrellas de neutrones antes de que se forme el agujero negro resultante. Este fenómeno, además de generar poderosas ondas gravitacionales detectadas por los Observatorios LIGO y Virgo, también es responsable de la creación de elementos pesados como el oro, el platino y el uranio.

El modelo de Farrar explica por primera vez dos de las características más enigmáticas de los UHECR: la relación entre su energía y su carga eléctrica y la existencia de eventos con energías extraordinarias, que hasta ahora carecían de una explicación convincente.

La teoría plantea además dos predicciones que podrían ser verificadas en futuras investigaciones. En primer lugar, los UHECR más energéticos provendrían de elementos raros sintetizados en las fusiones de estrellas de neutrones, como el xenón y el telurio, lo que sugiere la necesidad de buscar rastros de estos elementos en los datos actuales. En segundo lugar, los neutrinos de energía extrema generados por las colisiones de estos rayos cósmicos deberían coincidir con la detección de ondas gravitacionales de fusiones de estrellas de neutrones.

Si estas predicciones se confirman, esta hipótesis proporcionaría una respuesta definitiva al enigma del origen de los UHECR y abriría una nueva vía para el estudio de los eventos más violentos del cosmos.