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来自非相对论激波驱动暂现源的高能中微子与伽马射线

高能天体物理现象 2021-01-05 v3

摘要

激波相互作用被认为在一系列光学暂现源的能量供给中发挥作用,包括超新星(尤其是超亮类)、经典新星、恒星并合、潮汐瓦解事件与快蓝光学暂现源。这些激波同样可加速相对论性离子,通过强子π介子产生生成高能中微子与伽马射线辐射。近期在经典新星中发现时间关联的光学与伽马射线辐射,揭示了辐射激波在这些事件中供能的重要作用,使得在类似于河外暂现源中激波的物理条件下,得以空前地观测离子加速的属性,包括其效率与能谱。本文引入一个模型,将非相对论暂现源的辐射光学流与它们的最大中微子及伽马射线流联系起来。我们将该技术应用于广泛的河外暂现源类别,以限制它们对宇宙学高能伽马射线与中微子背景的贡献。基于一个经新星标定的辐射激波扩散激波加速简单模型,我们证明若干最明亮暂现源可将质子加速至 Emax1016E_{\rm max} \gtrsim 10^{16} eV 的能量,足以对 IceCube 天体物理背景产生贡献。此外,若干所考虑源——尤其是贫氢超新星——可能作为“隐藏”伽马射线源,因其抛射物的高伽马射线不透明度,规避了非耀变体 Fermi-LAT 背景所施加的约束。然而,采用由新星观测启发的约 0.3–1%\% 的离子加速效率,我们发现当前已知的非相对论、潜在激波驱动暂现源类别至多贡献 IceCube 总背景的几个百分点。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.15742,
  title  = {High-Energy Neutrinos and Gamma-Rays from Non-Relativistic Shock-Powered Transients},
  author = {Ke Fang and Brian D. Metzger and Indrek Vurm and Elias Aydi and Laura Chomiuk},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.15742},
  year   = {2021}
}

备注

24 pages, 7 figures, 2 tables