结构化和磁化宇宙中的超高能宇宙射线

我们模拟了能量高于10^{19} eV的宇宙射线核子在源分布和磁场（在我们周围约50 Mpc内）均来自无约束大尺度结构模拟的场景中的传播。我们发现，预测的天空分布与当前能量高于4 x 10^{19} eV的数据的一致性要求在我们邻近环境中存在约0.1微高斯的磁场，以及约10^{-4}-10^{-3} Mpc^{-3}的邻近源密度。射电星系可以提供所需的源，但前提是高和低光度射电星系都是非常高效的宇宙射线加速器。此外，在约10^{19} eV处，一个额外的各向同性通量分量（可能起源于宇宙学）应比局域通量分量高出约三倍，才能解释观测到的各向同性。这反对了能量高于约10^{19} eV的局域天体物理宇宙射线源存在于强磁化（B~0.1微高斯）且结构化的星系际介质中的场景。最后，我们讨论了未来大规模全天探测器（如皮埃尔·奥格计划）将如何能够对源和磁场分布施加更严格的约束。