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TeV天区与AUGER天区:超高能宇宙射线也是放射性的重银河核吗?

高能天体物理现象 2012-09-21 v2

摘要

由类氦最轻原子核组成的超高能宇宙射线(UHECR)可能解释沿半人马座A(Cen A)的AUGER河外成团现象:氦UHECR无法从室女座到达,因为轻原子核的脆弱性和在几Mpc以上的不透明性;UHECR信号沿Cen A成团分布,其扩散方式如水平银道臂磁场所示,沿随机垂直角度[18]。由氦产生的Cen A事件沿一个与观测到的成团宽度角一样大的角度扩散。脆弱的UHECR氦应在数十EeV多重态(D, He3, p)中部分碎裂为次级粒子,这几乎与最近沿Cen A UHECR成团[23]在20 EeV处观测到的UHECR多重态情况相同。它们在一个微小的(以Cen A为中心的盘状)观测区域(小于整个AUGER天区的10^{-2})内与Cen A对齐的狭窄聚集,其发生概率极低,低于3×10^{-5},见图1、2、3,[23]。其余的UHECR散布群显示出与其他伽马(MeV Al^26放射性)图的关联,主要来自银河系超新星遗迹源,如Vela脉冲星,这是最亮、最近的GeV源[20]。其他最近的银河系伽马源(如部分蟹状星云和银心核)通过TeV相关图显示出与UHECR的联系,见图7。我们在此推测,UHECR也是重的放射性银河系原子核,如Ni^56、Ni^57和Co^57、Co^60,它们被银河系磁场广泛偏转(数十度到≥100°)。UHECR的放射性(通过β、γ通道)在飞行中衰变,其数百keV的能量被巨大的洛伦兹因子(约10^9-10^8)提升,导致TeV伽马相关的天区各向异性,见图7。τ中微子次级粒子及其在地平线处的τ空气簇射可能(从数百TeV-PeV)在未来ICECUBE、ANTARES[28]的双击事件[29]中,或在ARGO和ASHRA[1]的地平线处,或在AUGER或TA的PeV-EeV能量空气簇射中出现,显示出预期的中微子天文学与飞行中衰变的UHECR的联系。

关键词

引用

@article{arxiv.1201.0157,
  title  = {TeV sky versus AUGER one: are UHECR also radioactive, heavy galactic nuclei?},
  author = {Daniele Fargion},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1201.0157},
  year   = {2012}
}

备注

7 pages, 7 figures; referee corrections implemented