astrophysical sources 中由光子-质子互作用产生的高能中子星
天体物理学
2009-10-30 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
我们研究了在天体物理源中由光子-质子互作用产生的中子星谱，尤其是那些受变异性约束的源，如活跃性星系核(AGN， blazars)和伽玛射线暴(GRB)。我们详细讨论了各种竞争性冷却过程，包括高能质子的冷却以及在强烈湍流中介子和米子的冷却，这些过程对中子星产生效率和最大中子能量施加了限制。如果质子加速过程为费米类型，可从任何宇宙瞬态现象的观测属性中推导出一种与中子能量无关的上限，这种上限仅取决于所假设的瞬态总能量。对于标准能量约束，我们可排除来自当前blazar和GRB模型的 10^19 eV 以上主要中子能量贡献；在大多数模型中，更严格的限制适用于产生可观测中子通量的情况。在GRB中，由于介子和米子在湍流中的冷却，施加了最严格的限制，导致电子和米子中子能谱在源内的截断能量相差约一个数量级。我们还讨论了最高能宇宙射线能量与中子能量和通量在GRB中的关系，发现只有在极端条件下，才能在同一位置同时实现最高能宇宙射线和可观测中子通量的产生。这种联合情景的测试性后果是：若存在强烈的GRB相关μ中子通量，可达超高能 (>10^17 eV)。次级粒子冷却也导致对（非瞬态）AGN核心中中子通量的略微修正估计。
引用
@article{arxiv.astro-ph/9802280,
title = {Photohadronic Neutrinos from Transients in Astrophysical Sources},
author = {Jorg P. Rachen and P. Meszaros},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/9802280},
year = {2009}
}
备注
Significant corrections and changes in presentation, no changes in the result. Symbol table added. REVTeX, 30 pages, 2 embedded figures