我们对能量高于 5 EeV 的宇宙射线了解多少？

在能量高于 5 EeV 时，宇宙射线开始揭示其秘密。超过这一被称为能谱“踝”的特征能量后，Pierre Auger 天文台的到达方向数据显示出各向异性，其大角度尺度的幅度随能量增加而增大。这一发现提供了观测证据，表明踝以上的宇宙射线起源于银河系之外，这与微弱的银河系约束和源所需的高光度预期相符。发射完全电离原子的河外源种群的合成模型使我们能够在近十年内重现踝以上的宇宙射线通量。这些模型捕捉了超高通量能谱中的各种斜率断点，包括 ${\sim}\,$45 EeV 处的通量抑制以及最近在 ${\sim}\,$15 EeV 处测量到的特征，即所谓的能谱“足背”。这种斜率断点被理解为核成分的变化，平均原子质量随能量增加而增大。负责加速这些原子核的天体源种群仍未确定，尽管已经识别出一些有力的竞争者。特别有启发意义的是在最高能量下寻找与本星系群外星系预期的通量模式相关的各向异性，这些各向异性正接近 $5\,\sigma$。