空気シャワー実験により100 EeVを超える最高エネルギー宇宙線が見つかっているが、その起源はわかっていない。本講演では電波銀河が最高エネルギー宇宙線の加速源となるかどうかを議論する。銀河のハローに閉じ込められた銀河宇宙線は、電波銀河のジェットとその周囲のコクーンとの間の速度シアーにより再加速される。我々はモンテカルロシミュレーションを用いてシアーによる加速を計算し、陽子で約10 EeV、鉄で100 EeV以上のエネルギーを達成できることを示した。また、電波銀河で発生した最高エネルギー宇宙線の銀河間空間の伝搬を計算した。我々のモデルはAuger実験で得られている地球での最高エネルギー宇宙線のスペクトルと平均元素質量 < ln A > の特徴を無理なく説明できる。我々のモデルでは数の多いFR-I電波銀河で
も最高エネルギー宇宙線を加速でき、観測されている最高エネルギー宇宙線の等方性とも無矛盾である。
|
In this talk, I would like to propose a radio galaxy as an origin of ultrahigh energy cosmic rays. We perform Monte Carlo simulations of transrelativistic shear acceleration dedicated to the jet-cocoon system of radio galaxies with ~10 ―100 kpc jets. A certain fraction of galactic cosmic rays in a halo is naturally entrained and sufficiently high-energy particles are injected to the reacceleration process. We show that heavy nuclei can achieve 10^{20} eV for reasonable jet parameters. Our shear reacceleration model predicts a hard spectral index as well as the enhanced abundance of nuclei due to injections at TeV-PeV energies and higher metallicities in elliptical galaxies. As a result, by mimicking Peters cycle, the highest-energy spectrum and mass composition can be reasonably explained without contradiction with the existing anisotropy data.
|