超高能宇宙射线在伽马射线中特征的探测性
高能天体物理现象
2015-05-20 v1
摘要
超高能宇宙射线注入星际介质会通过初级粒子与辐射背景相互作用产生的高电磁分量，导致在源位置周围产生 GeV-TeV 伽马射线晕。本文探讨了探测此类伽马射线晕的前景。我们探索了广泛的天体物理参数范围，包括大尺度结构中磁场的不均匀分布以及各种可能的化学成分和注入谱；并考虑了位于星系团之外的源的情况。对于与超高能次级粒子对的同步辐射相关的伽马射线流量，我们证明其并不强烈依赖于这些参数，并得出结论：其幅度最终取决于注入初级宇宙射线的能量。通过将宇宙射线光度限制在对实测宇宙射线谱的贡献范围内，我们发现由等光度源产生的伽马射线晕远低于当前或计划中的仪器灵敏度。只有位于数百 Mpc 以外、对 10^19 eV 处流量贡献 > 10% 的罕见且强大的稳定源才可能被探测到。我们还讨论了由超高能宇宙射线引发的逆康普顿/对产生级联所产生的伽马射线晕。后一种信号强烈依赖于河外磁场的构型；如果 B > 10^(-14) G 的磁场的填充因子小于百分之几，则在度尺度上该信号由同步辐射信号主导。最后，我们简要讨论了附近潜在源（如半人马座 A）的情况。
引用
@article{arxiv.1011.0575,
title = {Detectability of ultrahigh energy cosmic ray signatures in gamma rays},
author = {Kumiko Kotera and Denis Allard and Martin Lemoine},
journal= {arXiv preprint arXiv:1011.0575},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 8 figures, submitted to A&A