耀变体Mrk 421在耀发期间的时间依赖中微子辐射及对IceCube的预测
高能天体物理现象
2016-05-25 v2
摘要
耀变体是IceCube近期探测到的高能中微子的主要候选源。Mrk 421作为河外X射线和γ射线天空中最明亮的源之一，同时也是距离地球最近的耀变体之一，是检验耀变体-中微子关联模型的理想源。本文我们对Mrk 421在2010年一次持续13天的耀发期间的多波段覆盖能谱分布进行建模，并计算相应的中微子通量。我们发现，在所有能段中，>1 PeV中微子通量与光子通量之间存在关联。利用IceCube典型的穿级μ子事例样本（具有良好的角分辨率和高统计量），我们推导出100 TeV以上的平均事例率（~0.57 evt/yr），并表明其与2009年四个月宁静期预期的速率相当。由于耀发持续时间短，需要多年积累类似耀发才能为IceCube产生有意义的信号。为更好地评估这一点，我们将中微子与γ射线通量之间的关联应用于Mrk 421的6.9年Fermi-LAT光变曲线。我们发现，在全IceCube探测器有效观测时间内，1 PeV以上的平均事例数为3.59±0.60（2.73±0.38）νμ+ν̄μ，分别对应将主要耀发纳入（未纳入）分析的情况。该估计值在不确定度范围内超过了探测到一个或多个μ子（中微子）的95%（90%）阈值。同时，最保守的假设——即γ射线与中微子之间无关联——预测得到1.60±0.16个νμ+ν̄μ事例。我们得出结论：IceCube对高能中微子的未探测结果将有助于检验主要耀发期间的中微子/γ射线通量关联和/或耀变体辐射的强子贡献。
引用
@article{arxiv.1603.06954,
title = {Time-dependent neutrino emission from Mrk 421 during flares and predictions for IceCube},
author = {Maria Petropoulou and Stefan Coenders and Stavros Dimitrakoudis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.06954},
year = {2016}
}
备注
20 pages, 11 figures, 6 Tables, abstract abridged, accepted by Astroparticle Physics