来自 EeV 宇宙线源的弥散 PeV 中微子：星系形成区中的半相对论性超新星遗迹

我们认为，IceCube 最近报道的亚 PeV/PeV 中微子超额可能合理地源于产生能量高于第二膝区（约 $10^{18}\,$eV）宇宙线（CRs）的同源中的 pion 产生过程。在此类源中，产生 PeV 中微子的逃逸宇宙线的 pion 产生效率需为 $\gtrsim 0.1$。基于当前数据，我们将半相对论性超新星遗迹确定为满足要求的潜在源。凭借其快速抛射物，此类天体可将质子加速至 EeV 能量，这些质子在宿主星系传播过程中可与周围稠密介质相互作用，通过质子 - 质子（$pp$）碰撞产生足够的高能中微子。其伴随的伽马射线通量可保持在 {\it Fermi} 大面积望远镜（LAT）观测到的弥散各向同性伽马射线背景之下。为了检验此情景并区别于其他替代方案，靶质子/核的密度以及宇宙线在相互作用区的停留时间是亟需澄清的关键不确定性因素。只要中微子和 EeV 宇宙线源于同一类源，预计在 IceCube 运行 5-10 年内可探测到 $\gtrsim 10\,$PeV 的中微子。结合 PeV 能段的进一步观测，中微子有助于揭示目前未知的 EeV 宇宙线源。