천문·천체물리
우주선 '무릎' 너머까지 이어지는 은하 양성자 성분의 증거
연구진은 0.1~1000PeV 구간의 양성자·헬륨 스펙트럼 데이터를 분석해, 수 PeV 대역의 우주선 '무릎(knee)'이 단일 종단 차단으로는 잘 설명되지 않는다고 밝혔다. 수십 GeV까지 포함한 전체 스펙트럼 분석에서는 100PeV를 넘어 이어지는 양성자 성분이 필요했으며, 이는 GeV부터 100PeV까지 연속적으로 이어지거나 무릎에서 스펙트럼 꺾임을 갖는 별개 성분일 수 있다. 전자는 초신성 잔해 기반 가속 이론과 감마선 관측에 부담을 주지만, 후자는 강성 의존 전파로 자연스럽게 설명되어 무릎을 은하 우주선 전파의 탐침으로 삼게 된다. 연구진은 이 확장된 양성자 스펙트럼을 초에딩턴 X선 쌍성처럼 PeV 감마선·중성미자를 낼 수 있는 극한 은하 가속원과 연결지었다.
arXiv astro-ph.HE (고에너지)