超高能银河宇宙线起源：各向同性问题
高能天体物理现象
2015-05-30 v2
摘要
我们研究超高能宇宙线 (UHECR) 在银河系中的传播，重点关注能谱中 ankle 以下 4 EeV 的能量范围。采用基于含时扩散问题解析解的蒙特卡罗方法，通过将源置于随机位置来考虑间歇性。假设源族与重子质量密度或恒星形成（例如长伽马射线暴）成比例，我们推导出由间歇性以及成分和各向异性观测极限所带来的约束。结果表明，在 1e18 eV 处的成分和各向异性难以重现，并要求满足以下条件之一：a) 粒子平均自由程远小于回旋半径，意味着逃逸时间非常长；b) 成分比近期 Auger 数据所提示的更重；c) 超高能 sub-ankle 成分主要为河外源；或 d) 我们正处于超高能宇宙线产生的罕见平静期，当前超高能宇宙线强度远低于银河系时间平均值。因此，我们强烈建议观测上重点关注确定 1e18 eV 附近的 UHECR 成分。
引用
@article{arxiv.1108.2135,
title = {Origin of Ultrahigh Energy Galactic Cosmic Rays: The Isotropy Problem},
author = {Martin Pohl and David Eichler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1108.2135},
year = {2015}
}
备注
Astrophysical Journal, in press, acknowledgements added