TeV 耀变体的超高能宇宙线功率与喷流功率下限
高能天体物理现象
2012-01-24 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
基于观测到的 TeV γ 射线源于超高能宇宙线（UHECR）质子（假设能量范围为 1×10^17-1×10^20 eV）与宇宙微波光子相互作用的假设，我们推导了 TeV 耀变体在超高能宇宙线中发射功率的下限。这些下限依赖于注入的 UHECR 质子能谱。对于 -2.2 的注入谱，1ES 0229+200、1ES 1101-232 和 1ES 0347-121 在 UHECR 中发射功率的下限低于它们各自的同步辐射光度（1×10^46 erg/s）；而对于 1ES 1426+428，其下限超出相应同步辐射光度达一个数量级。拟建的 Auger 北天文台应能在运行几年内探测到来自 1ES 1426+428 的 4×10^19 eV 宇宙线质子，从而检验由 UHECR 沿视线传播时能量损失产生 TeV γ 射线的模型，或在未探测到的情况下将星系际磁场下限限制为大于 1×10^-16 G。对于除 1ES 1426+428 之外的所有被考虑的耀变体，若宇宙线注入谱为 -2.2 或更硬，耀变体喷流中加速的 1×10^10-1×10^20 eV 质子谱所对应的表观各向同性喷流功率下限，与一个 1×10^9 太阳质量黑洞的爱丁顿光度处于同一数量级。对于后者（1ES 1426+428），其表观各向同性喷流功率超出爱丁顿光度一个数量级。对于比 -2.2 更软的注入谱（正如拟合 1×10^17-1×10^18 eV 以上观测宇宙线数据所要求的），所有被考虑耀变体的喷流功率下限均超过爱丁顿光度。
引用
@article{arxiv.1110.0853,
title = {Lower limits on ultrahigh-energy cosmic ray and jet powers of TeV blazars},
author = {Soebur Razzaque and Charles D. Dermer and Justin D. Finke},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.0853},
year = {2012}
}
备注
9 pages, 6 figures, typos fixed, ApJ (in press)