演化天体物理环境中重宇宙线传播的高效建模
高能天体物理现象
2023-08-21 v1
摘要
我们提出了一种新的能量传输代码，用于模拟宇宙线原子核、其次级粒子以及光子靶场能谱的随时间演化与非线性演化。该软件可注入任意化学组分，包括直至铁核的重元素。由于宇宙线原子核、次级介子、轻子或伽马射线与靶光子场的相互作用所导致的能量损失和次级产生，对于所有相关过程（例如光介子产生、光致裂变、同步辐射、逆康普顿散射等）均可实现。所得的 X 射线通量可反馈至模拟链中以修正初始光子靶场，从而实现对能量传输的非线性处理。该代码的模块化结构便于对相互作用或靶场模型进行简单扩展。我们将展示该软件如何用于改进对喷流活动星系核（AGN）等各类天体物理源中观测量的预测。由于该软件可模拟重超高能宇宙线在源内的传播，因此能够精确预测源处的化学组分。这也将改进对中微子发射的预测——它们强烈依赖于化学组分。这有助于未来优化 IceCube 中微子天文台的数据选择与分析，旨在提升 IceCube 的灵敏度并减少试验因子数量。
引用
@article{arxiv.2308.09518,
title = {Efficient Modeling of Heavy Cosmic Rays Propagation in Evolving Astrophysical Environments},
author = {Lukas Merten and Paolo Da Vela and Anita Reimer and Margot Boughelilba and Jon Paul Lundquist and Serguei Vorobiov and Julia Becker Tjus},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.09518},
year = {2023}
}
备注
PoS 444 (38th ICRC) 1466