对伽马射线暴强子含量的限制

IceCube 高能中微子望远镜自 2006 年以来一直在收集数据。相反，自 2008 年发射以来，Fermi 卫星上的 GBM 已探测到数百个伽马射线暴（GRBs）。尽管许多模型预测 GRB 喷流中的 PeV 质子与 GRB 光子相互作用会产生高能中微子，但迄今为止尚未发现与 GRB 相关的中微子事件。我们利用中微子的未探测结果来限制 GRB 喷流的强子含量，且该限制独立于喷流模型参数。假设通用的粒子谱为 $E^{-\alpha}$ 且 $\alpha = 2$，我们发现 pion 携带的能量与电子携带的能量之比必须很小，即在 95\% 置信水平下 $f_\pi / f_e \lesssim 0.24$。谱指数的分布可以将 $f_\pi / f_e$ 降低数个数量级。另一个独立于中微子的限制是，如果将观测到的 Fermi/LAT GeV 伽马射线辐射归因于高能光子的正负电子对 - 光子级联（源于相同的光子 - 强子相互作用及随后的中性 pion 衰变），则可获得该限制。基于普遍观测到的 MeV 至 GeV GRB 流量比约为 10，我们表明 $f_\pi / f_e \lesssim 0.3$。在某些爆发中，当该比率低至 1 时，$f_\pi / f_e \lesssim 0.03$。这些发现加剧了人们对 GRB 喷流中存在 PeV 质子的怀疑。