来自 Fanaroff-Riley 射电星系的高能宇宙射线

射电星系(RGs)的延展喷流结构是高能宇宙射线(HECRs)的理想加速场所，近期一个模型表明，若来自某特定射电星系 Cygnus A、能量 $\lesssim 8\,\text{EeV}$ 的 HECRs 到达方向被各向同化，则这些源可解释 HECR 数据。首先，本工作引入反向模拟设置以探查各向同性假设。此处比较了不同的河外磁场模型，表明要么需要具有宇宙大尺度结构高场强的原初起源磁场，要么需要大量各向同性分布源的显著贡献。其次，确定了不同 Fanaroff-Riley(FR)类型的 RGs 总体对 HECRs 的贡献。此处使用了最新的依赖于 FR 类型的射电到宇宙射线关联 $Q_{\rm cr}\propto L_{\rm radio}^{\beta_L}$，并详细分析了斜率 $\beta_L$ 对 HECRs 的影响。最后，指出 FR-II 型 RGs 在宇宙射线流强硬化段(约 $3\,\text{EeV}$ 到 $30\,\text{EeV}$ 之间)提供了有希望的光谱行为，但很可能功率不足。在这些能量下，FR-I 型 RGs 仅在加速效率高且 $\beta_L\gtrsim 0.9$ 时才可提供合适流强，否则这些源更多贡献于 $3\,\text{EeV}$ 以下。此外，揭示了显著 HECR 贡献所需的加速效率对 $\beta_L$ 及加速处 CR 谱的依赖关系。