宇宙中微子与超高能宇宙射线的角相关性及其对源的含义

IceCube 中微子天文台探测到的能量 $\gtrsim 30$ TeV 的宇宙中微子事件角分辨率较差，难以揭示其起源。能量 $>60$ EeV 的超高能宇宙射线 (UHECRs) 具有更好的角分辨率，可用于检验是否由相同的天体物理源产生中微子和 UHECRs。我们利用 Pierre Auger 天文台、Telescope Array 及过往宇宙射线实验的数据，采用强调不变量的统计方法检验了这一假设。我们发现，宇宙中微子的到达方向与 $\ge 100$ EeV 的 UHECR 到达方向存在相关性，置信水平约为 $93\%$。相关性强度随 UHECR 能量降低而减弱，在能量 $\sim 60$ EeV 时不存在相关性。在与 IceCube 宇宙中微子相关的能量 $\ge 100$ EeV 的 UHECR 到达方向 $3^\circ$ 范围内搜索天体物理数据库，从 Swift-BAT X 射线星表中找到了 18 个红移 $z\le 0.06$ 的源。使用相同标准，我们还在 K"uhr 射电源星表中发现了 3 个天体。这些源主要是 Seyfert 星系，其中 Cygnus A 最为显著。我们计算了产生观测到的相关事件所需的中微子和 UHECR 通量，并假设源为我们于 Swift-BAT 和 K"uhr 星表中找到的那些，估算了相应的中微子光度 (25 TeV-2.2 PeV) 和宇宙射线光度 (500 TeV-180 EeV)。我们将这些光度与相应源的 X 射线光度进行了比较，并讨论了在这些源中将质子加速至 $\gtrsim 100$ EeV 并产生中微子的可能性。