最高エネルギー宇宙線の伝搬 -- 到来方向分布が示唆するソースの特徴 --

「高エネルギー天体現象と粒子加速の理論」研究会@大阪「高エネルギー天体現象と粒子加速の理論」研究会@大阪最高エネルギー宇宙線の伝搬--到来方向分布が示唆するソースの特徴-- 東京大学宇宙理論研究室高見一 Ref. Takami H. & Sato K., in preparation

最高エネルギー宇宙線 • E>1019eVの宇宙線 • 銀河系外起源 • ソース候補：AGN、GRB、銀河団 … 曲がり角宇宙線はそんなに大きく曲がらない到来方向分布がソースの情報を持っている!?

Small-Scale Clusterings Large-Scale Isotropy と同時に　　　　　　　　　　Small-Scale の非等方性が観測されている Point-like source を示唆？

磁場宇宙空間には弱いが大域的な磁場が存在 • 銀河間空間 • Void ～1nG ( upper limit ) • 銀河団 : 0.1-1 uG ( synchrotron )、-10 uG ( core ) • 銀河内空間 • a few uG, spiral (BSS) + dipole E=1020 eV E=4x1019 eV B=0.4uG ( Takami et al. 2006 )

宇宙線の伝搬 ソース分布、磁場分布をセットして、地球までの　　　　　　　　宇宙線の伝搬を計算し、到来方向分布をシミュレートする • 伝搬過程 • エネルギー損失：CMBとの対生成、パイオン生成、断熱損失 • 磁場による曲がり（銀河間、銀河内） • ソースの性質 • すべてのソースは同じ性質を持っている • dN/dE ∝ E-2.6 • 分布は銀河分布に従う • ソースの数密度はパラメータ 観測を説明する数密度 • 陽子を放射する • 磁場 • EGMFをパラメータ化

ソースの数への示唆 観測で得られたイベントの二点相関関数とシミュレーションとの比較 • BL Lacのみ(10-7Mpc-3)がソースであるモデルは観測を説明するのが難しい • 観測で得られたLarge-Scale isotropy、SSAをともに満たすソース分布の割合を考慮してベストな数密度を決める E > 4×1019eV AGN ～ 10-4 Mpc-3

二点相関関数の考察（E > 40 EeV） 10-5 Mpc-3 観測をよく説明できている（B=0.4uG 除く）

二点相関関数の考察（ E > 10 EeV ） 10-5 Mpc-3 低エネルギーでの「等方性」を確保するため、磁場は必要

ソース分布と到来方向分布の相関 Clusterings のようなソースの「構造」を反映したものはいつ見えてくるか？ • 十分な相関が見えるのは • >100 event (E>100 EeV) • >1000 events (E>63 EeV) • >10000 events (E>40 EeV) • d<100 Mpc なら現実的 • 「天文学」のツールとしては 63 EeV あたりの宇宙線が有効 1o×1o 104 102 104 104

到来方向分布 (E>1019.8 eV)

まとめ • 銀河系外起源の最高エネルギー宇宙線は荷電粒子でありながら、ソースの情報を持っている • イベント数が少ないため不定性は大きいが、観測をよく説明するソースの数密度が求まる • 天体起源であれば、近い将来ソース分布との相関が見えてくるはずである

最高エネルギー宇宙線の伝搬 -- 到来方向分布が示唆するソースの特徴 --

最高エネルギー宇宙線の伝搬 -- 到来方向分布が示唆するソースの特徴 --

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