Investigadores han explorado un mecanismo para la producción de partículas de ultra-alta energía en las fases previas a la fusión de sistemas binarios detectados por LIGO-Virgo-KAGRA. Utilizando el mecanismo de Bañados-Silk-West (BSW) en el entorno de agujeros negros de Kerr magnetizados, han demostrado que las colisiones de partículas cerca del horizonte de eventos pueden alcanzar energías en el centro de masa de hasta $10^{18}$–$10^{20}$ eV. Estas energías se encuentran firmemente en el rango de los rayos cósmicos de ultra-alta energía (UHECR, por sus siglas en inglés), sugiriendo una nueva clase de fuentes para estos enigmáticos fenómenos.

El estudio modeló las trayectorias geodésicas de partículas cargadas en un espacio-tiempo de Kerr con campos magnéticos de $B \sim 10^{12}$–$10^{14}$ G. Se exploró sistemáticamente el espacio de parámetros de los remanentes de fusión, variando la masa del agujero negro ($M \sim 20$–$150\,M_\odot$), el espín adimensional ($\chi_f \sim 0.7$–$0.9$), la fuerza del campo magnético y los momentos angulares de las partículas. Se identificaron tres regímenes de aceleración distintos: uno dominado por la gravedad (para $B < 10^{12}$ G), una transición donde compiten efectos gravitacionales y magnéticos ($10^{12} \text{ G} \lesssim B \lesssim 10^{13} \text{ G}$), y un régimen dominado magnéticamente ($B > 10^{13}$ G) donde los campos amplifican las energías de colisión casi en un orden de magnitud.

Para 34 eventos de ondas gravitacionales con espines remanentes altos ($\chi_f > 0.7$), se calcularon las energías máximas alcanzables. Los resultados indican que sistemas con $\chi_f \gtrsim 0.85$ y $M \gtrsim 100\,M_\odot$ pueden alcanzar energías máximas de $E_{\mathrm{max}} \sim 10^{20}$ eV. Estos hallazgos establecen las fusiones binarias magnetizadas, especialmente los sistemas de agujero negro-estrella de neutrones y los remanentes de agujeros negros formados en coalescencias de estrellas de neutrones binarias, como fuentes prometedoras de UHECRs. El estudio proporciona predicciones cuantitativas que vinculan los observables de las ondas gravitacionales con la eficiencia de la aceleración de partículas, abriendo nuevas vías para entender el origen de los UHECRs.