超高能宇宙射线探测大尺度结构与磁场

我们研究了10^19 eV以上超高能宇宙射线在多勢能矩、自相关函数和簇统计中的结构化宇宙的特征。我们比较了源分布均匀或依据来自宇宙大尺度结构模拟的双子密度分布的情形。研究了外域磁场的影响，分别考虑磁场可忽略不计与沿大尺度冲击波产生且符合观测限制的最大强度的情形。我们确认，强磁场观察者将在大尺度上预测显著各向异性，这已与当前数据相冲突。在最佳拟合情形中，仅源本身强磁化，尽管偏转仍可达约20度（直至10^20 eV），且预测出现显著的GZK截止。我们随后讨论未来大尺度全天射电探测器（如Pierre Auger和EUSO计划）的特征。在磁场显著影响传播的情况下，自相关函数仅在源密度足够时才敏感；相反，对于弱磁化观察者，若度规尺度自相关低于某个阈值，则表明源为磁化的离散分布。即便是下一代实验也可能难以区分结构化与非结构化源分布。