磁星的超重宇宙射线

在 magnetar 巨型flare期间，从中子星 crust 喷发的物质将在解压过程中经历 r-过程核合成。超重离子 ($Z \gg 26$) 可通过反冲波获得宇宙射线能量，因为 ejecta 在与环境相互作用时减速。我们使用半解析的 Galactic 传输计算来研究 magnetar 对局部超重宇宙射线通量的贡献，表明它们可能在 Galactic 历史的不同时期是重要的贡献者，具体取决于巨型flare率和离子加速效率。虽然中子星合并将宇宙射线注入的能量数额更多，但它们很少在以 spallation 限制的传播视野内发生于局部贡献。与以超新星为主导加速的较轻原子核相比，SuperTIGER 实验已呈现出针对接近及超过第一个 r-过程峰 ($Z \approx 35\text{--}56$) 的宇宙射线丰度的不同贡献的征兆。我们认为，当前的丰度数据与 magnetar 巨型flare 或中子星合并对这些物种的来源相一致。预计通过第三个 r-过程峰实现的单元素分辨率测量，如即将到来的 TIGERISS 实验，可能在最重的宇宙射线中区分这两种来源。