通过嵌入大尺度结构中的黑洞喷流关联高能宇宙粒子
高能天体物理现象
2018-10-16 v3 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
超高能宇宙射线（UHECR）的起源是一个长达半个世纪的谜题（Linsley 1963）。一个引人注目的巧合加深了这一谜团：在超过十个数量级的能量范围内，UHECR、PeV 中微子和各向同性亚 TeV 伽马射线的能量产生率相当，这暗示了一幅大统一图景（Murase and Waxman 2016）。在此我们报道，星系聚集体中的强大黑洞喷流可以为所有这些现象提供共同起源。一旦被喷流加速，限制在射电瓣中的低能宇宙射线发生绝热冷却；离开源的较高能宇宙射线与磁化星系团环境相互作用并产生中微子和伽马射线；最高能粒子从宿主星系团逃逸并贡献了观测到的 100 PeV 以上的宇宙射线。该模型与观测到的 UHECR 的能谱、组成和各向同性一致，并且在假设星系团中黑洞喷流有合理能量输出的情况下，还能解释 IceCube 中微子和 Fermi 伽马射线背景的非耀变体成分。
引用
@article{arxiv.1704.00015,
title = {Linking High-Energy Cosmic Particles by Black-Hole Jets Embedded in Large-Scale Structures},
author = {Ke Fang and Kohta Murase},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.00015},
year = {2018}
}
备注
7+6 pages, 2+2 figures, published in Nature Physics Letters in Apr/2018 (published online in Jan/2018)