利用各向异性与化学组成约束超高能宇宙射线源
高能天体物理现象
2015-06-17 v2
摘要
对超高能宇宙射线各向异性信号与化学组成的联合分析，为揭示这些粒子的来源提供了巨大潜力。继早先的想法之后，本文研究了能量 >E/Z 的质子产生的各向异性，假设能量 >E 的各向异性由电荷为 Z 的原子核产生，且它们具有相同的磁刚度。我们计算了初级重核通过光致裂解产生的次级质子数量。在假设源不注入任何质子这一极端前提下，我们发现：若各向异性信号主要由氧核、硅核和铁核组成，则产生诸如 Pierre Auger Observatory 所报告的各向异性的源应分别位于 ~20-30、80-100 和 180-200 Mpc 以内。若违反此约束，次级质子将在较低能量处形成更显著的各向异性信号。即使源位于该距离以内，对于氧、硅和铁，也分别需要在源的加速区具有 >120、1600、1100 倍太阳金属丰度的极高金属丰度，以确保同时注入的质子不产生更显著的低能各向异性。随着下一代探测器统计量的预期增加，这为约束超高能宇宙射线的性质和来源提供了有趣的前景。
引用
@article{arxiv.1308.5699,
title = {Constraints on the source of ultra-high energy cosmic rays using anisotropy vs chemical composition},
author = {Ruo-Yu Liu and Andrew Taylor and Martin Lemoine and Xiang-Yu Wang and Eli Waxman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.5699},
year = {2015}
}
备注
16 pages, 3 figures; published in ApJ; comments on Auger's paper modified