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2024 article

Binary Coalescences as Sources of Ultrahigh-Energy Cosmic Rays

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8Institutions déclarées
2Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : pl, br. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Binary coalescences are known sources of gravitational waves (GWs) and they encompass combinations of black holes (BHs) and neutron stars (NSs). Here we show that when BHs are embedded in magnetic fields (B's) larger than approximately 10^{10} G, charged particles colliding around their event horizons can easily have center-of-mass energies in the range of ultrahigh energies (≳10^{18} eV) and become more likely to escape. Such B-embedding and high-energy particles can take place in BH-NS binaries, or even in BH-BH binaries with one of the BHs being charged (with charge-to-mass ratios as small as 10^{-5}, which do not change GW waveforms) and having a residual accretion disk. Ultrahigh center-of-mass energies for particle collisions arise for basically any rotation parameter of the BH when B≳10^{10} G, meaning that it should be a common aspect in binaries, especially in BH-NS ones given the natural presence of a B onto the BH and charged particles due to the magnetosphere of the NS. We estimate that the number of ultrahigh center-of-mass collisions ranges from a few up to millions before the merger of binary compact systems. Thus, binary coalescences may also be efficient sources of ultrahigh energy cosmic rays (UHECRs) and constraints to NS/BH parameters would be possible if UHECRs are detected along with GWs.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Binary Coalescences as Sources of Ultrahigh-Energy Cosmic Rays
Date Crossref
27/02/2024
Éditeur
American Physical Society (APS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Astrophysics and Cosmic PhenomenaPulsars and Gravitational Waves ResearchGamma-ray bursts and supernovae

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