来自 Mrk 421 的自洽中微子和超高能宇宙射线能谱

我们使用自洽的轻强子代码，基于两种拟合耀变体 Mrk~421 谱能量分布（SED）的模型，研究了由此产生的中微子和宇宙射线能谱。$\gamma$射线辐射归因于超高能质子的同步辐射（LHs 模型），或是由较低能量质子的光致$\pi$介子相互作用产生的电子的同步辐射（LH$\pi$模型）。尽管这两种模型都能令人满意地拟合 SED，但它们所使用的参数值导致显著不同的中微子和宇宙射线能谱。对于需要高质子能量密度的 LH$\pi$模型，我们发现中微子能谱的峰值位于能量 $E_{\rm \nu,peak}= 3.3$ PeV，这完全落在近期中微子观测的能量范围内。虽然其峰值流量略低于 IC-40 观测的灵敏度极限，但它无法产生超高能宇宙射线。另一方面，在 LHs 模型中，由于通量低且峰值能量位于 $E_{{\rm \nu,peak}} \simeq 100$ PeV，中微子远未被探测到。然而，由逃逸中子衰变产生的质子的传播，导致了在能量 $E_p \simeq 30$ EeV 处接近 Pierre Auger、HiRes 和 Telescope Array 观测到的超高能宇宙射线通量。