GRB 模型中 PeV 中微子能谱截断的启示

近期河外 PeV 中微子的发现为探索宇宙射线加速器打开了新的窗口。观测到的 PeV 中微子通量接近 Waxman-Bahcall 上限，这意味着伽马射线暴 (GRBs) 可能是超高能宇宙射线 (UHECRs) 的来源。从假设 GRB-UHECR 关联出发，我们通过解析估算和数值模拟表明，观测到的中微子可能起源于喷流中的光介子相互作用，并具有以下启示：预测中微子能谱在能量 $\le 10$ PeV 处存在截断；负责 GRB 辐射和宇宙射线加速的耗散发生在距离中心引擎 $r_{\rm diss} \approx 3 \times 10^{11}-3 \times 10^{13} \ {\rm cm}$ 处；耗散区域的汤姆逊光学深度为 $\tau_{\rm T} \sim 1$；喷流在耗散区域携带了其能量的相当一部分作为坡印廷通量 (Poynting flux)，且具有洛伦兹因子 $\Gamma \simeq 100-500$。若未探测到与 GRBs 重合的 $\sim$PeV 中微子，则表明 GRBs 要么是低效的宇宙加速器，要么耗散发生在喷流中光学深度较小的区域。