超高能宇宙射线的星系际传播

我们讨论了能量E ≥ 10^18.5 eV的超高能宇宙射线（UHECR）的星系际传播。我们考虑了弱随机磁场在星系际介质中引起的能量相关偏转以及光致π介子产生和对产生引起的能量损失对UHECR传播的影响。我们通过充分考虑光致π介子产生的运动学以及光致π介子相互作用率的泊松统计来计算到达能谱。我们给出了UHECR从视线方向到源的偏转、相对于同一源的光子的时间延迟、到达能谱和源统计的估算。这些估算得到了UHECR传播中能量演化的数值模拟的验证。这些模拟表明，在处理宇宙微波背景（CMWB）上光致π介子产生引起的能量损失时，常使用的连续近似对UHECR是无法成立的。我们讨论了这些结果对观测到的超出Greisen-Zatsepin-Kuz'min截断的粒子通量在两个已被提出的产生这些粒子的场景中的含义：强射电星系相关的大激波中的连续产生，或者大尺度结构形成，以及与宇宙学伽马射线暴相关的相对论性爆炸波中的脉冲式产生。