多PeV中微子事件是否可能起源于长伽马射线暴前身星内部的激波

Nissim Fraija

多PeV中微子事件是否可能起源于长伽马射线暴前身星内部的激波

高能天体物理现象 2015-12-22 v2

作者: Nissim Fraija

摘要

IceCube合作组最初报道了在TeV-PeV能量范围内探测到37个地外中微子。重建的中微子事件来自2010年至2013年连续三年的数据采集。尽管这些事件被认为具有河外起源，但它们与任何已知源都没有关联。最近，IceCube合作组报道了一个由中微子诱发的缪子事件，能量为 $2.6\pm0.3$ PeV，这是迄今探测到的最高能量事件。该事件于2014年6月11日探测到，重建方向(J2000.0)为R.A.=110 $^\circ$ .34, Dec.=11 $^\circ$ .48，与任何已知源都不匹配。长伽马射线暴(lGRBs)通常与大质量恒星的核坍缩相关，后者在星内部产生相对论性准直喷流并伴随高能中微子产生。这些中微子曾与IceCube实验先前探测到的37个事件相联系。本工作中，我们探索了参数条件和取值，使得最近探测到的最高能中微子可由长伽马射线暴前身星内部激波处的质子-光子和质子-强子相互作用产生，并在IceCube实验中被探测到。考虑到内部激波发生在相对论性准直喷流中，其(半)张开角 $\theta_0\sim$ 0.1，我们发现总光度 $L\lesssim 10^{48}$ erg/s且内部激波位于如沃尔夫-拉叶(WR)和蓝色超巨星(BSG)等前身星表面的长伽马射线暴有利于这种多PeV中微子的产生，尽管若内部激波发生于WR(BSG)的 $\sim 10^9$ ( $\sim 10^{10.2}$ ) cm处，该中微子也可能与 $L\sim 10^{50.5}$ ( $\sim 10^{50}$ ) erg/s相关联。

关键词

多PeV中微子 IceCube 长伽马射线暴内部激波前身星质子-光子相互作用相对论性喷流

引用

@article{arxiv.1508.03009,
  title  = {Could a multi-PeV neutrino event have as origin the internal shocks inside the GRB progenitor star?},
  author = {Nissim Fraija},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1508.03009},
  year   = {2015}
}

备注

12 pages, 8 figures. JHEAp, accepted. References were added, typos were corrected and the subsection "particle acceleration process" was included

多PeV中微子事件是否可能起源于长伽马射线暴前身星内部的激波

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