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A sexta cabeça de série venceu por 6-2 e 7-6/7-1, colocando um ponto final nas aspirações de Anisimova, quarta cabeça de série, de chegar à sua terceira final consecutiva de Grand Slam.
Anisimova mostrou-se pouco precisa e cometeu 44 erros não forçados, contra apenas 21 da sua adversária.
Pegula, que ainda não perdeu qualquer set em Melbourne, perfila-se como uma das principais candidatas a conquistar o seu primeiro título de Grand Slam aos 31 anos.
O seu melhor resultado num torneio do Grand Slam foi a final do Open dos Estados Unidos de 2024, onde perdeu frente a Aryna Sabalenka.
A outra meia-final será disputada entre a número um mundial, Sabalenka, e a ucraniana Svitolina, 12.ª cabeça de série.
"É incrível", afirmou emocionada Jessica, que alcançou a sua primeira meia-final no Open da Austrália, depois de ter eliminado a campeã em título, Keys.
"Sempre senti que tinha de chegar (a uma meia-final), sinto que estou a jogar muito bem ténis aqui e gosto das condições. Sabia que ela ia melhorar no segundo set, mas disse a mim própria que tinha de continuar a segurar o meu serviço", referiu.