来自半相对论性超新星的极高能宇宙线与中微子

宇宙线谱中第二膝（$\sim6\times10^{17}$eV）以上的超高能（UHE）宇宙线的起源仍然未知。最近，越来越多的证据表明，一种称为超新星的特殊超新星类型与次能伽马射线暴相关，例如SN1998bw/GRB980425和SN2003lw/GRB031203。此类超新星似乎具有高（直至温和相对论性）速度的抛射物，这可能与次能GRB有关。假设超新星抛射物的动能作为其速度 $E_k\propto (\Gamma\beta)^{-\alpha}$（其中 $\alpha\sim 2$）的连续分布，我们发现：1）由超新星高速抛射物产生的外部激波可以将质子加速至高达 $10^{19} {\rm eV}$ 的能量；2）宇宙学超新星产生率足以解释第二膝以上的能流；以及3）这些能量处宇宙线的较陡谱可以源于这些源。此外，由于UHE宇宙线与超新星光学-紫外光子的 $p\gamma$ 相互作用，超新星也会产生微弱的弥漫UHE中微子流。