利用未来的超高能中微子探测器识别超高能宇宙线加速器

探测超高能 (UHE) 中微子源将极大地有助于解决最高能宇宙线起源这一长达数十年的谜题。我们通过探索观测事件总数和探测器角分辨率的参数空间，研究了未来 UHE 中微子探测器识别最亮中微子点源的能力。对于给定的源数密度和演化历史，有利的参数区域可以转化为对未来探测器有效面积、天空覆盖率和角分辨率的要求。此外，通过研究在给定弥散中微子流量下预期发射多于一个事件的源的典型距离，我们发现如果源数密度高于 $\sim10^{-6}\,\rm Mpc^{-3}$，可识别的 UHE 中微子源中可能有很大一部分位于邻近宇宙中。如果源足够强大且稀有，正如 blazar 模型所预测的那样，它们可能首先在遥远的位置被探测到。我们的结果还表明，如果 UHE 宇宙线加速器既不是光束化的也不是瞬变源，则有可能将探测到的 UHE 中微子源与邻近的 UHE 宇宙线和伽马射线源联系起来，并且它们也可能使用其他信使被观测到，包括视界有限的信使，如 TeV 伽马射线、UHE 伽马射线和宇宙线。我们发现，对于均匀密度为 $n_s\sim{10}^{-7}-{10}^{-5}~{\rm Mpc}^{-3}$ 的 UHE 中微子源，若要以 $\gtrsim5\sigma$ 的显著性探测到，至少需要 $\sim100-1000$ 个事件和亚度级的角分辨率，且结果取决于源演化模型。