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半人马座A:膝区以上能区宇宙线的唯一河外源

高能天体物理现象 2015-05-28 v2

摘要

宇宙线在所有能段的起源至今仍不确定。本文提出并探讨一个天体物理场景,以产生能量范围从低于 101510^{15}3×10203 \times 10^{20} eV 的宇宙线。我们在此展示,仅凭我们的银河系和射电星系半人马座A,各自拥有其自身的银河宇宙线粒子,但射电星系的粒子能量被活动黑洞喷流中的相对论激波推升至更高,便足以描述从 PeV 到近 ZeV 能区的最新数据。该整个能区的数据来自 KASCADE、KASCADE-Grande 和皮埃尔·奥热观测站实验。本文计算所得的能谱正确再现了膝区以上的测量谱,并且与广泛持有的预期相反,无需任何其他河外源族来解释数据,即使在远低于通常预期的 6×10196 \times 10^{19} eV 截断能区——即因与宇宙微波背景相互作用导致的 Greisen-Zatsepin-Kuzmin 截止——也是如此。我们对该源族、宇宙线成分以及传播至地球的过程提出了若干可在近期检验的预测。

关键词

引用

@article{arxiv.1106.0625,
  title  = {Centaurus A: the one extragalactic source of cosmic rays with energies above the knee},
  author = {Peter L. Biermann and Vitor de Souza},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1106.0625},
  year   = {2015}
}