作为宇宙线 TeV 加速器的太阳
高能天体物理现象
2023-12-19 v2
摘要
非常近期,HAWC 观测台在太阳宁静阶段发现了来自太阳圆面的高能伽马射线发射,将 Fermi-LAT 在 0.1 - 200 GeV 间 intense、硬发射的探测延伸到了 TeV 能量。这些观测伽马射线的通量显著高于星系宇宙线与太阳大气强子相互作用的理论预期。更重要的是,Fermi 和 HAWC 观测的伽马射线能谱斜率与星系宇宙线显著不同,令太阳圆面伽马射线的主流星系宇宙线起源模型受到质疑。在本工作中,我们论证宁静太阳可在太阳色球层中以适当通量水平将宇宙线加速至 TeV 能量,因为宁静状态的太阳色球层可能具备将宇宙线加速至 TeV 能量所需的特性。因此,通过此类宇宙线与光球层之上宁静状态太阳物质的强子相互作用,可一致地解决太阳圆面观测伽马射线起源之谜。即将建成的 IceCube-Gen2 探测器应能在未来通过观测来自太阳圆面的 TeV 缪子子中微子通量来验证所提模型。该提议应对星系宇宙线起源有重大影响。
引用
@article{arxiv.2305.17086,
title = {Sun as a cosmic ray TeVatron},
author = {Prabir Banik and Arunava Bhadra and Sanjay K. Ghosh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.17086},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 4 figures