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星系际磁场与超高能质子的到达方向

高能天体物理现象 2014-11-20 v1 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们研究了星系际磁场(IGMF)如何影响起源于本地GZK球内河外星系的超GZK质子的传播。为此,我们在一个由宇宙学结构形成模拟构建的模型宇宙中,设置了超高能宇宙射线(UHECRs)的假想源、虚拟观测者以及磁化的宇宙网。然后,我们安排了一组模拟本地宇宙中活动星系核(AGNs)的参考天体,并分析了模拟UHECR事件与这些参考天体的相关性。在我们的模型IGMF下,超GZK质子的到达方向与其实际源在天空中的位置之间的偏转角相当大,平均值为<θ>15<\theta > \sim 15^{\circ},中位值为θ~710\tilde \theta \sim 7 - 10^{\circ}。另一方面,到达方向与最近参考天体在天空中位置之间的分离角则小得多,为<S>3.54<S > \sim 3.5 - 4^{\circ},这与参考天体之间在天空中的平均角距离相似。这是我们的模型——源、观测者、参考天体和IGMF都遵循宇宙物质分布——的直接结果。该结果表明,位于UHECR到达方向最近的河外天体不一定是其实际源。根据我们的参考天体分布模型,其最近AGN是真实源的超GZK质子事件的比例小于1/3。我们讨论了我们的发现对真实UHECR事件相关性研究的启示。

关键词

引用

@article{arxiv.0910.3361,
  title  = {Intergalactic Magnetic Field and Arrival Direction of Ultra-High-Energy Protons},
  author = {Dongsu Ryu and Santabrata Das and Hyesung Kang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0910.3361},
  year   = {2014}
}

备注

Submitted to ApJ; 27 pages with 8 figures (reduced resolution in black-and-white). Pdf with full-resolution, color figures can be downloaded from http://canopus.cnu.ac.kr/ryu/rdk.pdf