超高能宇宙线来自何处?
探测到的能量超过10^18 eV的带电粒子——包括接近10^20 eV的事件,即单个亚原子粒子携带宏观尺度的能量——必然由宇宙中最极端的天体加速产生。候选源包括AGN喷流、伽马射线暴和磁星,但磁场偏转会打乱其来向。
为何困难
带电原子核会被我们知之甚少的星系际和银河系磁场偏转。成分测量依赖模型(轻质子与重核在传播中行为迥异),而GZK截止以上的流强每平方公里每世纪仅有几个粒子。
当前证据
Auger和望远镜阵列观测到预期GZK能量处的流强压低,以及8 EeV以上约7%的偶极各向异性,并有与邻近星暴星系乃至Cen A相关的迹象——但尚无被明确证认的源。
可能的途径
更大的曝光量(AugerPrime、GRAND、POEMMA级空间任务)、踝附近的成分测量、由法拉第旋转巡天改进的银河系磁场图,以及中微子/伽马射线多信使联合观测。
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来源
- The Pierre Auger Observatory — Pierre Auger Observatory
- Research Highlights — IceCube Neutrino Observatory
- What Are Active Galactic Nuclei? — NASA Science
- CTAO Technology — How CTAO works — Cherenkov Telescope Array Observatory