木星作为巨型宇宙射线探测器
地球与行星天体物理
2015-06-19 v1 高能天体物理现象
摘要
我们探讨了利用木星大气层探测超高能宇宙射线 (UHECR's) 的可行性。木星巨大的表面积使我们能够探测比以前更高能量的宇宙射线。原则上，木星大气层中的宇宙射线广延空气簇射可由费米观测台 (Fermi observatory) 上的大视场望远镜 (LAT) 探测到。为了被观测到，这些空气簇射需要朝向地球，并且发生在大气层中足够高的位置以便伽马射线能够穿透。我们证明，在这些假设下，木星提供了一个有效的宇宙射线“探测器”面积，为 km。我们预测 Fermi-LAT 应能够以约每月一次的频率探测到能量 eV、注量 erg cm 的事件。观测到的空气簇射数量可提供 eV 宇宙射线通量的间接测量。广延空气簇射还会产生可由 ALMA 测量的同步辐射信号。利用 ALMA 和 Fermi-LAT 对木星进行同步观测，可用于对起始宇宙射线的能量提供广泛的约束。
引用
@article{arxiv.1405.1604,
title = {Jupiter as a Giant Cosmic Ray Detector},
author = {Paul B. Rimmer and Craig R. Stark and Christiane Helling},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.1604},
year = {2015}
}
备注
8 pages, 5 figures. Accepted for publication in the Astrophysical Journal Letters