喷射子星的超高能宇宙射线

我们探讨了喷射子星情景下离子加速机制。在该情景中，脉冲星经历向喷射子星的爆炸性相变（出生于喷射 regime），从而孕育两种宇宙射线成分：一种与随机化脉冲风相关，另一种与被推动的风相关，两者均被喷射子星超相对论冲击波加速。后者获得能量 $10^{15} {\rm eV}<E<10^{18} {\rm eV}$，而前者（被加速的脉冲风）达到超高能 $E> 10^{18.6}$ eV。能量超过 $10^{18.6}$ eV 时的组成由脉冲风中存在的离子主导，而在 $10^{18}$ eV 以下时，由来自爆炸回弹中星心坩埚物质的被推动喷射物质主导。除上述两种成分外，喷射机制还注入洛伦兹因子 $\Gamma_{\rm prop.} \sim 1-1000$ 的相对论性粒子，后者可被银河星际超新星冲击波进一步加速。该喷射子星模型有望解释超过踝部（ankle）的外银河宇宙射线，并可贡献银河宇宙射线中少量来自踝部以下的能量。我们预计，对于距离较远的喷射子星，Pierre Auger探测器每年可探测到数百个超过 $10^{19}$ eV 的超高能宇宙射线事件，而对于提议中的EUSO和OWL探测器，则可预测数千个事件。