论极高能宇宙线的伽马射线暴起源

空气簇射实验已探测到能量高达300 EeV的宇宙线事件。这些宇宙线极有可能起源于致密天体。其确切来源尚待确认。此前已有建议指出伽马射线暴是超高能宇宙线的可能来源。最常讨论的伽马射线暴辐射模型是内激波模型和外激波模型。我们在内激波模型中，假设与观测一致的红移和光度分布，以及洛伦兹因子、变率时间和暴持续时间的对数正态分布，计算了红移0.02以内所有伽马射线暴在60 EeV以上的质子能谱。在外激波模型中，我们假设总能量、减速历元的洛伦兹因子呈对数正态分布，计算了来自附近所有伽马射线暴在60 EeV以上的质子通量，并与观测数据进行了比较。我们发现，在内激波和外激波模型中，伽马射线暴均能产生与Pierre Auger实验观测通量相当的宇宙线质子通量。我们还研究了最大质子能量和质子能谱中的冷却断点对各种参数的依赖关系，如洛伦兹因子、GRB火球能量、变率时间（在内激波情况下）和环境粒子密度（在外激波情况下）。我们的结果对于理解各种可观测量如何决定哪种机制（例如$p\gamma$相互作用、质子同步辐射冷却）在这些源中占据主导地位具有重要意义。