Produção de partículas de ultra-alta energia em fusões binárias dotadas de campos magnéticos

Estudamos a produção de partículas de ultra-alta energia através do mecanismo Bañados--Silk--West na fase de pré-fusão de sistemas binários detectados pelo LIGO-Virgo-KAGRA. Ao resolver as equações geodésicas para partículas carregadas no espaço-tempo Kerr magnetizado com campos de $B \sim 10^{12}$--$10^{14}$~G, demonstramos que colisões perto do horizonte podem atingir energias de centro de massa $E_{\mathrm{cm}} \sim 10^{18}$-- $10^{20}$~eV.

Estudamos a produção de partículas de ultra-alta energia através do mecanismo Bañados--Silk--West (BSW) na fase de pré-fusão de sistemas binários detectados pelo LIGO-Virgo-KAGRA. Nossa análise revela três regimes de aceleração distintos: um regime dominado pela gravidade ($B 10^{13}$~G) onde os campos amplificam as energias de colisão em quase uma ordem de grandeza.

Para os 34 eventos de ondas gravitacionais com altos spins remanescentes ($χ_f > 0, 7$), calculamos as energias máximas alcançáveis, descobrindo que sistemas com $χ_f \gtrsim 0, 85$ e $M \gtrsim 100\, M_\odot$ podem atingir $E_{\mathrm{max}} \sim 10^{20}$~eV.

Nossos resultados estabelecem fusões binárias magnetizadas, particularmente buracos negros - sistemas estelares de nêutrons e remanescentes de buracos negros pós-fusão formados em coalescências binárias de estrelas de nêutrons, como fontes promissoras de UHECRs e fornecem. Tanto indivíduos como organizações que trabalham com arXivLabs abraçaram e aceitaram nossos valores de abertura, comunidade, excelência e privacidade dos dados do usuário.

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