Пошук джерел космічних променів з енергіями понад 10Е20 eB

1Гнатик, РБ
1Астрономічна обсерваторія Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Київ, Україна
Рубрика: Позагалактична астрономія
Мова: українська
Анотація: 

Джерела космічних променів надвисоких енергій (E > 1018 еВ) досі залишаються невідомими, головно внаслідок втрати напрямку на джерело при відхиленнях траєкторій космічних променів у міжгалактичному та галактичному магнітних полях. Зі збільшенням енергії (жорсткості) променів вплив магнітного поля послаблюється, тому найперспективнішим виявляється пошук джерел для подій з найвищою енергією. У роботі розширено вибірку космічних променів надвисоких енергій (Е > 1020 еВ) з 33 до 42 подій за рахунок калібрування подій детектора AUGER. Вибірка характеризується наявністю триплету подій у крузі радіуса 3°. Подією з найвищою енергією залишається зареєстрована флюоресцентним детектором «Fly’s Eye» (FE-подія) в 1993 р. злива з енергіями E = 3.2*1020 еВ. Проаналізовано можливі джерела триплету та FE-події. З урахуванням відхилень траєкторій космічних променів у міжгалактичному та галактичному магнітних полях показано, що транзієнтними джерелами FE-події та триплету можуть бути галактики з активним зореутворенням, в яких промені прискорюються новонародженими мілісекундними пульсарами. Серед галактичних джерел потенційними кандидатами виділено молоді пульсари, які при народженні могли мати мілісекундні періоди, та гігантські спалахи магнетарів.

Ключові слова: галактичні та галактичні магнітні поля, космічні промені, магнетари, пульсари
References: 

1. Aab A., Abreu P., Aglietta M., et al. Searches for large-scale anisotropy in the arrival directions of cosmic rays detected above energy of 1019 eV at the Pierre Auger Observatory and the Telescope Array // Astrophys. J.—2014.—794, N 2.—P. 172.

2. Aab A., Abreu P., Aglietta M., et al. Searches for anisotropies in the arrival directions of the highest energy cosmic rays detected by the Pierre Auger Observatory // Astro­phys. J.—2015.—804.—P. 15.

3. Abbasi R. U., Abe M., Abu-Zayyad T., et al. Indications of intermediate-scale anisotropy of cosmic rays with energy greater than 57 EeV in the northern sky measured with the surface detector of the Telescope Array experiment // Astrophys. J.—2014.— 790, N 2.—P. L21.

4. Abbasi R. U., Abe M., Abu-Zayyad T., et al. Study of ultra-high energy cosmic ray composition using Telescope Array’s middle drum detector and surface array in hybrid mode // Astropart. Phys.—2015.—64.—P. 49—62.

5. Abbasi R., Bellido J., Belz J., et al. Report of the working group on the composition of ultra high energy cosmic rays // 2015.—arXiv:1503.07540 [astro-ph.HE].

6. Abu-Zayyad T., Aida R., Allen M., et al. Energy spectrum of ultra-high energy cosmic rays observed with the Telescope Array using a hybrid technique // Astropart. Phys.—2015.—61.—P. 93—101.

7. Allard D. Extragalactic propagation of ultrahigh energy cosmic-rays // Astropart. Phys.—2012.—39-40, N 1.—P. 33—43.

8. Aloisio R., Berezinsky V., Blasi P., et al. A dip in the UHECR spectrum and the transition from galactic to extragalactic cosmic rays // Astropart. Phys.—2007.—27, N 1.— P. 76—91.

9. Aloisio R., Berezinsky V., Blasi P. Ultra high energy cosmic rays: implications of Auger data for source spectra and chemical composition // J. Cosmol. and Astropart. Phys.—2014. —N 10.—P. 020.

10. Berezinsky V. S., Grigorieva S. I., Hnatyk B. I. Extragalactic UHE proton spectrum and prediction for iron-nuclei flux at 108—109 GeV // Astropart. Phys.—2004.—21, N 6.—P. 617—625.

11. Bird D. J., Corbato S. C., Dai H. Y., et al. Detection of a cosmic ray with measured energy well beyond the expected spectral cutoff due to cosmic microwave radiation // Astrophys. J.—1995.—441, N 1.—P. 144—150.

12. Duncan R. C., Thompson C. Formation of very strongly magnetized neutron stars -  Implications for gamma-ray bursts // Astrophys. J.—1992.—392, N 1.—P. L9— L13.

13. Durrer R., Neronov A. Cosmological magnetic fields: their generation, evolution and observation // Astron. and Astrophys. Rev.—2013.—21.—P. 62.

14. Eichler D. Ultrahigh energy activity in giant magnetar outbursts // 2005.— arXiv:astro-ph/ 0504452.

15. Elyiv A. A., Karachentsev I. D., Karachentseva V. E., et al. Low-density structures in the Local Universe. II. Nearby cosmic voids // Astrophys. Bull.—2013.—68, N 1.— P. 1—13.

16. Etchegoyen A. Science and detectors of the Pierre Auger Observatory // 2010.—arXiv: 1004.2635 [astro-ph.IM].

17. Fang K., Kotera K., Murase K., et al. Testing the newborn pulsar origin of ultrahigh energy cosmic rays with EeV neutrinos // Phys. Rev. D.—2014.—90.—P. 103005.

18. Farrar G.R., Piran T. Tidal disruption jets as the source of ultra-high energy cosmic rays // 2014.—arXiv:1411.0704v1 [astro-ph.HE].

19. Ferrand G., Safi-Harb S. A census of high-energy observations of Galactic supernova remnants // Adv. Space Res.—2012.—49, N 9.—P. 1313—1319.

20. Fukushima M. Recent results from Telescope Array // 2015.—arXiv:1503.06961 [astro-ph. HE].

21. Halzen F.,zquez R. A., Stanev T., et al. The highest energy cosmic ray // Astropart. Phys.—1995.—3, N 2.—P. 151—156.

22. He H., Kusenko A., Nagataki S., et al. The possible extragalactic source of ultra-high- energy cosmic rays at the telescope array hotspot // 2014.—arXiv:1411.5273v1 [astro-ph. HE].

23. Jansson R., Farrar G. R. The galactic magnetic field // Astrophys. J.—2012.—761, N 1.—P. L11.

24. Jansson R., Farrar G. R. A new model of the Galactic magnetic field // Astrophys. J.— 2012.—757, N 1.—P. 14.

25. Kotera K., Olinto A. V. The astrophysics of ultrahigh energy cosmic rays // Annu. Rev. Astron. and Astrophys.—2011.—49.—P. 119—153.

26. Kuempel D. Extragalactic propagation of ultra-high energy cosmic rays // 2014.— arXiv:1409.3129v2 [astro-ph.HE].

27. Lemoine M., Kotera K.,tri J. On ultra-high energy cosmic ray acceleration at the termination shock of young pulsar winds // 2014.—arXiv:1409.0159v1 [astro-ph.HE].

28. Lemoine M., Waxman E. Anisotropy vs chemical composition at ultra-high energies // J. Cosmol. and Astropart. Phys.—2009.—N 11.—P. 009.

29. Liu X.-W., Wu X.-F., Lu T. Diffuse high energy neutrinos and cosmic rays from hyper­flares of soft-gamma repeaters // New Astron.—2010.—15, N 3.—P. 292—296.

30. Manchester R. N., Hobbs G. B., Teoh A., et al. The Australia Telescope National Facility Pulsar Catalogue // Astron. J.—2005.—129, N 4.—P. 1993—2006.

31. Moharana R., Razzaque S. Angular correlation of cosmic neutrinos with ultrahigh-energy cosmic rays and implications for their sources // 2015.—arXiv:1501.05158v1 [astro-ph. HE].

32. Olausen S. A., Kaspi V. M. The McGill Magnetar Catalog // Astrophys. J. Suppl. Ser.—2014.—212, N 1.—P. 6.

33. Ritter H., Kolb U. Catalogue of cataclysmic binaries, low-mass X-ray binaries and related objects (Seventh edition) // Astron. and Astrophys.—2003.—404.—P. 301— 303.

34. Sokolsky P. Recent results from TA // Report on workshop “Multimessenger Astronomy in the Era of PeV Neutrinos.”—2014.

35. Takami H., Murase K., Dermer C. D. Isotropy constraints on powerful sources of ultra­high-energy cosmic rays at 1019 eV // 2014.—arXiv:1412.4716v2 [astro-ph.HE].

36. Troitsky S. V. Doublet of cosmic-ray events with primary energies  > 1020 eV // J. Experiment. and Theor. Phys. Lett.—2012.—96, N 1.—P. 13—16.

37. Tully R. B., Fisher J. R. Nearby galaxies atlas. — Cambridge: University Press, 1987.

38. Wenger M., Ochsenbein F., Egret D., et al. The SIMBAD astronomical database. The CDS reference database for astronomical objects // Astron. and Astrophys. Suppl. Ser.—2000.—143.—P. 9—22.