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来自星暴星系 NGC 4945 的宇宙线、中微子及 GeV-TeV 伽马射线

高能天体物理现象 2021-10-13 v4

摘要

高能天体物理中微子和超高能宇宙线(UHECRs)的探测为探索宇宙线源提供了新途径。IceCube 探测到的最高能中微子事件之一,标记为 IC35,靠近 Pierre Auger 天文台探测到的 UHECR 各向异性区域。邻近的星暴星系(SBG)NGC 4945 靠近该各向异性区域,且位于 IC35 事件的平均角误差范围内。考虑到位于 NGC 4945 星暴区的极超新星贡献,其可将质子加速至 1017eV\sim 10^{17} \, {\rm eV} 并注入星际介质,我们研究了该事件在此星暴星系周围的起源。我们表明,若星暴区磁场强度为 mG\sim \rm mG 量级,这些质子与星暴区气体密度的相互作用可解释 Fermi-LAT 伽马射线与射电观测。若考虑质子谱指数 2.4(2.7),我们估计该源十年内的 PeV 中微子事件约为 0.01(4×1044\times10^{-4}),这将表明 IC35 并非产生于该星暴星系的中心区域。此外,我们考虑了 NGC 4945 的超风区,表明质子很难在其中被加速至超高能。

关键词

引用

@article{arxiv.2011.01847,
  title  = {Cosmic rays, neutrinos and GeV-TeV gamma rays from Starburst Galaxy NGC 4945},
  author = {E. Aguilar-Ruiz and N. Fraija and Jagdish C. Joshi and A. Galvan-Gamez and J. A. de Diego},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2011.01847},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted in Physical Review D