超高能宇宙线地图:谜团与惊喜
高能天体物理现象
2010-12-16 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
质子构成的超高能宇宙线(UHECR)在GZK截断之上的出现,被三个主要谜团所困扰:邻近室女座方向意外的UHECR抑制、沿半人马座A方向垂直(南北)方向丰富的拥挤成团结构、以及暗示原子核而非核子的成分组成。最初与GZK体积一致的UHECR地图,如今似乎与预期的超星系平面关联不大。此外,来自AUGER大气簇射形状的UHECR斜深数据并不支持质子成分,而是指向原子核,而HIRES则相反,主要支持核子。我们尝试通过假设UHECR为轻原子核(主要是氦),由平面星系场传播并在垂直轴上随机分布来解决这些矛盾。氦核的脆弱性及其质量和电荷解释了室女座方向的缺失(由于在几Mpc以上距离的不透明性)以及半人马座A方向的扩散成团(占整个样本的四分之一)。然而,更多的事件以及罕见的双簇和其他地方的成团现象仍有待解答。在此,我们预见了一种新的UHECR成分的迹象:银河系成分。此外,对不同背景(射电、红外、光学、X射线、伽马射线、TeV)下UHECR天空的仔细更新观点,也支持被遗忘的革命性Z-簇射模型。Z-簇射模型、质子GZK模型和最轻原子核UHECR模型对预期的超高能中微子天文学都有重大影响:即将通过超高能tau中微子诱发的大气簇射以不同方式揭示。
引用
@article{arxiv.1001.1547,
title = {UHECR Maps: mysteries and surprises},
author = {D. Fargion},
journal= {arXiv preprint arXiv:1001.1547},
year = {2010}
}
备注
10 pages, 18 figures