河外宇宙射线源成分在能谱和大气簇射深度测量中的特征

我们讨论了河外源假定成分对预测的UHECR能谱以及$<X_{\max}>$（即宇宙射线空气簇射极大值处大气深度的平均值）能量演化所引入的差异。我们表明，关于源功率演化的不同假设并不会改变我们早先的发现，即在混合成分的情况下，踝（ankle）可以被解释为从银河系宇宙射线到河外宇宙射线过渡的终点。我们展示了对于每种宇宙射线成分模型，与这一过渡相关的$<X_{\max}>$(E)形状的特征。无论使用何种强子模型进行计算，这些特征都存在。在混合成分的情况下，在$10^{19}$ eV以上，还可以预期原子核与光子背景相互作用的特征。与Stereo HiRes和Fly's Eye数据的比较支持河外混合成分以及相应的对踝的解释。将模型预测与未来最高能量数据进行比较，将能够更好地确定过渡特征和宇宙射线源成分，且与强子模型无关。我们还强调，在纯质子情形下，对踝以下能谱和成分的联合分析可能会对源功率随红移的演化产生约束。