来自伽马射线暴磁化奇异星中央引擎的超高能宇宙射线

人们一直尝试将超高能宇宙射线 (UHECRs) 与宇宙中已知最多样和最强大的源联系起来。伽马射线暴 (GRBs) 是自然的候选者。在此，我们论证当 GRB 磁化中央引擎产生的星风中场的磁流体动力学 (MHD) 近似失效时，宇宙射线可以被大振幅电磁波 (LAEMWs) 加速。此处考虑的中央引擎是一颗具有差速旋转的奇异星，它诞生于低质量 X 射线双星系统中中子星吸积诱导转化为奇异星的过程。以此方式产生的 LAEMWs 将轻离子加速到最高能量 $E = q\eta\Delta\Phi_{max}$，其效率 $\eta \sim 10^{-1}$ accounted for all plausible energy losses。或者，我们也考虑另一种可能性，即一旦形成，LAEMWs 由于翻转不稳定性而不稳定，从而产生相对论性强电磁湍流。在此假设下，加速效率的下限估计约为 $\eta \sim 10^{-2.5}$。由于其年龄，低质量 X 射线双星系统可以位于低星际介质密度的区域，例如球状星团，或者对于高自行系统甚至位于星系际介质中，从而避免了减速区中质子与光子碰撞导致的宇宙射线能量损失，因此开启了粒子利用全部可用电压的可能性，远超目前观测到的水平。