作为超高能宇宙线源的射电星系参数化星表
高能天体物理现象
2019-09-04 v1 星系天体物理
摘要
许多研究试图基于各种天文示踪物(如观测到的射电或伽马射线辐射)来提供超高能宇宙线(UHECR)潜在源的星表。然而仔细审视发现，它们都受到显著的偏差和选择效应的影响。我们在此呈现一类常被讨论的UHECR源——射电星系(或射电噪活动星系核)星表的演示版本，该星表基于射流能量学、粒子加速物理、相对论性束流效应和核组成的完整理论描述，并由一组易懂的可调物理量参数化。除了先前工作中讨论的明亮射电星系半人马座A、室女座A、天炉座A和天鹅座A外，我们发现若干具有耀变体类性质的源在考虑相对论性束流效应时可贡献相似水平的UHECR。我们提出了一种简单方法，可在任意参数选择下检验该星表的基本性质(无需运行昂贵的模拟)，并发现 canonical 情形下射电星系预期的各向异性信号有望与当前观测结果良好吻合。特别是，若假设河外磁场仅在结构中强(>1nG)而在空洞中极弱，射电星系几乎可以精确重现Pierre Auger天文台在8 EeV以上探测到的偶极方向。我们计划以电子形式提供此星表的完整改进版本，用于更细致的UHECR传播模拟。对于即时应用，我们建议一组共16个强UHECR源，它们可在当前实验可探测的水平上贡献UHECR各向异性，并指出其中6个在任何先前研究中均未被考虑。
引用
@article{arxiv.1909.00261,
title = {A parameterized catalog of radio galaxies as ultra-high energy cosmic ray sources},
author = {Jörg P. Rachen and Björn Eichmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.00261},
year = {2019}
}
备注
8 pages, 2 figures, paper presented at the 36th International Cosmic Ray Conference (ICRC2019), July 24th - August 1st, Madison, WI, USA; updated and final version