伽马射线暴的中微子与宇宙射线释放：随时间变化的模拟

我们利用随时间变化的质子诱导级联模拟，重新审视了伽马射线暴 (GRBs) 产生的中微子和超高能宇宙射线 (UHECR)。该方法可以生成自洽的光子、中微子和逃逸中子能谱。为了获得积分背景能谱，我们考虑了暴光度分布和脉冲持续时间尺度。一个具有标准 GRB 光度函数、整体洛伦兹因子 $\Gamma=300$ 和质子与伽马射线光度比 $f_{\rm p}=10$ 的基准案例，既符合中微子通量上限，也符合在 $\sim 10^{20}$ eV 处观测到的 UHECR 强度，同时要求在踝点 (ankle) 处存在不同类型的 UHECR 源。对于该基准案例，光度函数高端的 GRB（贡献了大部分中微子）其光子能谱被二次光子显著扭曲。此类明亮 GRB 数量稀少，降低其 $f_p$ 可消除扭曲，但也会减少中微子产生。即使忽略最明亮 GRB 的贡献，GZK 能量处的 UHECR 产生率也几乎不变。这些标称 GRB 模型，特别是 $L_{\rm iso} \lesssim 10^{53} ~\mbox{erg} ~\mbox{s}^{-1}$ 的模型，作为踝点能量以上的候选 UHECR 源，似乎符合当前的约束条件。