耀变体作为超高能宇宙射线源：对TeV伽马射线观测的启示
高能天体物理现象
2012-03-27 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
BL Lac天体及Fanaroff-Riley I型射电星系的谱通常用单区轻子同步自康普顿(SSC)模型解释。对关联多波段数据的谱建模给出了共动磁场强度、整体外流洛伦兹因子和发射区大小。假设SSC模型有效，Hillas条件表明，此类源仅在极少数情况下能将质子加速到远高于10^19 eV，因此如果由这类射电噪活动星系核(AGN)供能，>10^20 eV的超高能宇宙射线(UHECR)很可能是重离子。我们表明，在TeV BL Lac天体和具有弱光强子发射的非对准对应体中，原子核的存活是可能的。强子产生的另一个特征是星系际UHECR诱导的级联发射，这是某些极端非变耀变体(如1ES 0229+200或1ES 1101-232)TeV谱的另一种解释。我们研究了这种级联信号，考虑了源应嵌入其中的结构化星系际磁场的影响。我们展示了宇宙射线偏转对伽马射线通量的重要性，并表明所需的绝对宇宙射线光度大于从UHECR观测推断的平均UHECR光度，甚至可与超大质量黑洞的爱丁顿光度相当。未来使用切伦科夫望远镜阵列和高海拔水切伦科夫探测器阵列进行的TeV伽马射线观测，可以通过观测来自相对低红移源(如1ES 0229+200)的>25 TeV光子，以及来自更遥远射电噪AGN的>TeV光子，来检验UHECR加速。
引用
@article{arxiv.1107.5576,
title = {Blazars as Ultra-High-Energy Cosmic-Ray Sources: Implications for TeV Gamma-Ray Observations},
author = {Kohta Murase and Charles D. Dermer and Hajime Takami and Giulia Migliori},
journal= {arXiv preprint arXiv:1107.5576},
year = {2012}
}
备注
14 pages, 9 figures, 2 tables, accepted for publication in ApJ, references and discussions added