诊断TeV中性子天体物理背景源的空间相关性

IceCube最近检测到来自某些近距离土星星系（例如NGC1068）的TeV中性子，这表明活跃星系核(AGNs)可能对扩散天体物理中性子贡献重要作用。NGC1068未检测到TeV伽马射线，表明中性子产生于伽马不可见的紧小区域中。在超大质量黑洞附近（如盘-冠），高辐射密度可能导致高效中性子产生和伽马衰减。盘-冠模型预计AGNs的中性子辐射与X射线辐射相关，而X射线辐射可追踪冠的活动。在本文中，我们通过蒙特卡罗模拟评估扩散TeV中性子是否可来自X射线辐射的AGNs，考虑未来中性子望远镜的预期性能。我们通过搜索X射线AGNs群体与高能中性子之间的空间相关性来检验此假设，假设中性子通量随AGNs X射线通量而比例变化。基于详细的蒙特卡罗模拟，我们发现，在IceCube-Gen2观测五年后，可将AGNs来源的扩散中性子诊断显著性约为$3\sigma$。在改进的角分辨率和灵敏度下，预计30km³比例水下中性子望远镜（如高能水下中性子望远镜）在一年曝光后可达约$8\sigma$显著性。如果AGNs仅部分贡献于总体天体物理中性子通量，检测显著性会降低。我们的结果凸显了诊断AGNs来源扩散TeV中性子的关键作用。