GRB 221009A甚高能辐射的可观测性

LHAASO合作组探测到了伽马射线暴GRB 221009A在$500 \, {\rm GeV}$以上能量的辐射，其能谱拖尾延伸至$18 \, \rm TeV$；目前仅对低能仪器LHAASO-WCDA在$7 \, \rm TeV$以下进行了谱分析，且未见截断迹象。此后不久，巴克桑中微子观测站的Carpet-2报告观测到一个空气簇射，其与来自同一GRB、能量为$251 \, {\rm TeV}$的光子相符。鉴于源红移$z=0.151$，由河外背景光引起的预期衰减极为严重，使得这些探测结果很难解释。在本快报中，我们表明，质量为$m_a \simeq (10^{-11}-10^{-7}) \, {\rm eV}$、双光子耦合$g_{a \gamma \gamma} \simeq (3-5) \times 10^{-12} \, {\rm GeV}^{- 1}$的类轴子粒子(ALPs)的存在会强烈降低TeV光子的光学深度，从而解释上述观测。我们的ALPs满足所有现有约束，与先前两条存在迹象一致，并且是冷暗物质的良好候选者。此外，我们表明洛伦兹不变性破缺(LIV)可以解释Carpet-2的结果，但无法解释LHAASO的观测。