宇宙线氦硬化
高能天体物理现象
2015-05-20 v3
摘要
CREAM 和 ATIC-2 实验最近的观测表明：(1) 在膝区 10^15 eV 以下，宇宙线 (CR) 氦的谱比 CR 质子的谱更硬；(2) 所有 CR 能谱在 > 10^11 eV/n 处变硬。我们提出一幅新图像，即更高能量的 CR 产生于更富氦的区域，以在不引入不同 CR 氦源的情况下解释硬化 (1)。约 100 TeV 处的氦质比超过大爆炸丰度 Y=0.25 数倍，且不同的能谱无法在扩散激波加速理论中重现。我们论证 CR 产生于化学增丰区（如超星风泡），如果 CR 以能量依赖的方式从超新星遗迹 (SNR) 激波中逃逸，向外递减的丰度自然会导致 CR 氦的硬谱。我们提供了一个简单的解析谱，由于温度约 10^6 K 的热超星风泡中马赫数递减，该谱也能很好地拟合硬化 (2)。我们的模型预测较重的 CR 元素具有硬且凹的能谱。
引用
@article{arxiv.1011.4405,
title = {Cosmic Ray Helium Hardening},
author = {Yutaka Ohira and Kunihito Ioka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.4405},
year = {2015}
}
备注
5 pages, 4 figures, accepted for publication in ApJ Letters