半人马座 A 作为超高能宇宙射线的点源

我们通过对到达方向分布的统计分析，探讨了半人马座 A (Cen A) 是 PAO 观测到的超高能宇宙射线 (UHECR) 点源的可能性。为此，我们建立了 UHECR 源的 Cen A 主导模型，其中 Cen A 贡献了能量高于 $5.5\times10^{19}\,{\rm eV}$ 的全部 UHECR 中的 $f_{\rm C}$ 部分，而各向同性背景贡献了剩余的 $1-f_{\rm C}$ 部分。星系际磁场对源自 Cen A 的 UHECR 轨迹弯曲的影响由高斯抹平角 $\theta_s$ 参数化。利用相关角距离分布 (CADD)，我们识别了 Cen A 方向上的 UHECR 超额，并通过改变 Cen A 主导模型的两个参数 $f_{\rm C}$ 和 $\theta_s$ 来拟合观测到的 PAO 数据的 CADD。最佳拟合参数值为 $f_{\rm C}\approx0.1$（在 PAO 观测到的相应 Cen A 分数为 $f_{\rm C,PAO}\approx0.15$，即 69 个 UHECR 中约有 10 个）且 $\theta_s=5^\circ$，最大概率为 $P_{\rm max}=0.29$。考虑到 Cen A 主导模型中关于各向同性背景假设的不确定性，我们将可行参数范围扩展至 $2\sigma$ 带，即 $0.09\lesssim f_{\rm C,PAO}\lesssim 0.25$ 和 $0^\circ\lesssim \theta_s\lesssim 20^\circ$。这一结果支持了在半人马座 A 方向上存在一个被星系际磁场扩展的点源。如果 Cen A 确实是导致观测到的 UHECR 超额的源，那么超额 UHECR 的平均偏转角意味着在半人马座 A 附近的星系际磁场量级为 $10\,{\rm nG}$。