Local Magnetic Turbulence and TeV-PeV Cosmic Ray Anisotropies

被引：87

作者：

Giacinti, Gwenael ^{[1
,2
,3
]}

Sigl, Guenter ^{[1
]}

机构：

[1] Univ Hamburg, Inst Theoret Phys 2, D-22761 Hamburg, Germany

[2] Norges Tekn Nat Vitenskapelige Univ, Inst Fys, N-7491 Trondheim, Norway

[3] Univ Paris 07, AstroParticle & Cosmol APC, F-75205 Paris, France

来源：

PHYSICAL REVIEW LETTERS | 2012年 / 109卷 / 07期

关键词：

MILAGRO HOT-SPOTS; INTERSTELLAR TURBULENCE; SCINTILLATIONS; SUPERNOVA; ICECUBE; NUCLEI;

D O I：

10.1103/PhysRevLett.109.071101

中图分类号：

O4 [物理学];

学科分类号：

0702 ;

摘要：

In the energy range from similar to 10(12) eV to similar to 10(15) eV, the Galactic cosmic ray flux has anisotropies both on large scales, with an amplitude of the order of 0.1%, and on scales between similar or equal to 10 degrees and similar or equal to 30 degrees, with amplitudes smaller by a factor of a few. With a diffusion coefficient inferred from Galactic cosmic ray chemical abundances, the diffusion approximation predicts a dipolar anisotropy of comparable size, but does not explain the smaller scale anisotropies. We demonstrate here that energy dependent smaller scale anisotropies naturally arise from the local concrete realization of the turbulent magnetic field within the cosmic ray scattering length. We show how such anisotropies could be calculated if the magnetic field structure within a few tens of parsecs from Earth were known.

引用

页数：5

共 32 条

[1] OBSERVATION OF ANISOTROPY IN THE GALACTIC COSMIC-RAY ARRIVAL DIRECTIONS AT 400 TeV WITH ICECUBE [J].

Abbasi, R. ;

Abdou, Y. ;

Abu-Zayyad, T. ;

Ackermann, M. ;

Adams, J. ;

Aguilar, J. A. ;

Ahlers, M. ;

Allen, M. M. ;

Altmann, D. ;

Andeen, K. ;

Auffenberg, J. ;

Bai, X. ;

Baker, M. ;

Barwick, S. W. ;

Bay, R. ;

Alba, J. L. Bazo ;

Beattie, K. ;

Beatty, J. J. ;

Bechet, S. ;

Becker, J. K. ;

Becker, K. -H. ;

Benabderrahmane, M. L. ;

BenZvi, S. ;

Berdermann, J. ;

Berghaus, P. ;

Berley, D. ;

Bernardini, E. ;

Bertrand, D. ;

Besson, D. Z. ;

Bindig, D. ;

Bissok, M. ;

Blaufuss, E. ;

Blumenthal, J. ;

Boersma, D. J. ;

Bohm, C. ;

Bose, D. ;

Boeser, S. ;

Botner, O. ;

Brown, A. M. ;

Buitink, S. ;

Caballero-Mora, K. S. ;

Carson, M. ;

Chirkin, D. ;

Christy, B. ;

Clevermann, F. ;

Cohen, S. ;

Colnard, C. ;

Cowen, D. F. ;

Silva, A. H. Cruz ;

D'Agostino, M. V. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2012, 746 (01)

[2] MEASUREMENT OF THE ANISOTROPY OF COSMIC-RAY ARRIVAL DIRECTIONS WITH ICECUBE [J].

Abbasi, R. ;

Abdou, Y. ;

Abu-Zayyad, T. ;

Adams, J. ;

Aguilar, J. A. ;

Ahlers, M. ;

Andeen, K. ;

Auffenberg, J. ;

Bai, X. ;

Baker, M. ;

Barwick, S. W. ;

Bay, R. ;

Alba, J. L. Bazo ;

Beattie, K. ;

Beatty, J. J. ;

Bechet, S. ;

Becker, J. K. ;

Becker, K. -H. ;

Benabderrahmane, M. L. ;

BenZvi, S. ;

Berdermann, J. ;

Berghaus, P. ;

Berley, D. ;

Bernardini, E. ;

Bertrand, D. ;

Besson, D. Z. ;

Bissok, M. ;

Blaufuss, E. ;

Boersma, D. J. ;

Bohm, C. ;

Boeser, S. ;

Botner, O. ;

Bradley, L. ;

Braun, J. ;

Buitink, S. ;

Carson, M. ;

Chirkin, D. ;

Christy, B. ;

Clem, J. ;

Clevermann, F. ;

Cohen, S. ;

Colnard, C. ;

Cowen, D. F. ;

D'Agostino, M. V. ;

Danninger, M. ;

Davis, J. C. ;

De Clercq, C. ;

Demiroers, L. ;

Depaepe, O. ;

Descamps, F. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2010, 718 (02) :L194-L198

[3] Discovery of Localized Regions of Excess 10-TeV Cosmic Rays [J].

Abdo, A. A. ;

Allen, B. ;

Aune, T. ;

Berley, D. ;

Blaufuss, E. ;

Casanova, S. ;

Chen, C. ;

Dingus, B. L. ;

Ellsworth, R. W. ;

Fleysher, L. ;

Fleysher, R. ;

Gonzalez, M. M. ;

Goodman, J. A. ;

Hoffman, C. M. ;

Huentemeyer, P. H. ;

Kolterman, B. E. ;

Lansdell, C. P. ;

Linnemann, J. T. ;

McEnery, J. E. ;

Mincer, A. I. ;

Nemethy, P. ;

Noyes, D. ;

Pretz, J. ;

Ryan, J. M. ;

Parkinson, P. M. Saz ;

Shoup, A. ;

Sinnis, G. ;

Smith, A. J. ;

Sullivan, G. W. ;

Vasileiou, V. ;

Walker, G. P. ;

Williams, D. A. ;

Yodh, G. B. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2008, 101 (22)

[4] THE LARGE-SCALE COSMIC-RAY ANISOTROPY AS OBSERVED WITH MILAGRO [J].

Abdo, A. A. ;

Allen, B. T. ;

Aune, T. ;

Berley, D. ;

Casanova, S. ;

Chen, C. ;

Dingus, B. L. ;

Ellsworth, R. W. ;

Fleysher, L. ;

Fleysher, R. ;

Gonzalez, M. M. ;

Goodman, J. A. ;

Hoffman, C. M. ;

Hopper, B. ;

Huentemeyer, P. H. ;

Kolterman, B. E. ;

Lansdell, C. P. ;

Linnemann, J. T. ;

McEnery, J. E. ;

Mincer, A. I. ;

Nemethy, P. ;

Noyes, D. ;

Pretz, J. ;

Ryan, J. M. ;

Parkinson, P. M. Saz ;

Shoup, A. ;

Sinnis, G. ;

Smith, A. J. ;

Sullivan, G. W. ;

Vasileiou, V. ;

Walker, G. P. ;

Williams, D. A. ;

Yodh, G. B. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2009, 698 (02) :2121-2130

[5] EVOLUTION OF THE COSMIC-RAY ANISOTROPY ABOVE 1014 eV [J].

Aglietta, M. ;

Alekseenko, V. V. ;

Alessandro, B. ;

Antonioli, P. ;

Arneodo, F. ;

Bergamasco, L. ;

Bertaina, M. ;

Bonino, R. ;

Castellina, A. ;

Chiavassa, A. ;

Piazzoli, B. D'Ettorre ;

Di Sciascio, G. ;

Fulgione, W. ;

Galeotti, P. ;

Ghia, P. L. ;

Iacovacci, M. ;

Mannocchi, G. ;

Morello, C. ;

Navarra, G. ;

Saavedra, O. ;

Stamerra, A. ;

Trinchero, G. C. ;

Valchierotti, S. ;

Vallania, P. ;

Vernetto, S. ;

Vigorito, C. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2009, 692 (02) :L130-L133

[6] Anisotropy and corotation of Galactic cosmic rays [J].

Amenomori, M. ;

Ayabe, S. ;

Bi, X. J. ;

Chen, D. ;

Cui, S. W. ;

Danzengluobu ;

Ding, L. K. ;

Ding, X. H. ;

Feng, C. F. ;

Feng, Zhaoyang ;

Feng, Z. Y. ;

Gao, X. Y. ;

Geng, Q. X. ;

Guo, H. W. ;

He, H. H. ;

He, M. ;

Hibino, K. ;

Hotta, N. ;

Hu, Haibing ;

Hu, H. B. ;

Huang, J. ;

Huang, Q. ;

Jia, H. Y. ;

Kajino, F. ;

Kasahara, K. ;

Katayose, Y. ;

Kato, C. ;

Kawata, K. ;

Labaciren ;

Le, G. M. ;

Li, A. F. ;

Li, J. Y. ;

Lou, Y. -Q. ;

Lu, H. ;

Lu, S. L. ;

Meng, X. R. ;

Mizutani, K. ;

Mu, J. ;

Munakata, K. ;

Nagai, A. ;

Nanjo, H. ;

Nishizawa, M. ;

Ohnishi, M. ;

Ohta, I. ;

Onuma, H. ;

Ouchi, T. ;

Ozawa, S. ;

Ren, J. R. ;

Saito, T. ;

Saito, T. Y. .

SCIENCE, 2006, 314 (5798) :439-443

[7] ON TEMPORAL VARIATIONS OF THE MULTI-TeV COSMIC RAY ANISOTROPY USING THE TIBET III AIR SHOWER ARRAY [J].

Amenomori, M. ;

Bi, X. J. ;

Chen, D. ;

Cui, S. W. ;

Danzengluobu ;

Ding, L. K. ;

Ding, X. H. ;

Fan, C. ;

Feng, C. F. ;

Feng, Zhaoyang ;

Feng, Z. Y. ;

Gao, X. Y. ;

Geng, Q. X. ;

Gou, Q. B. ;

Guo, H. W. ;

He, H. H. ;

He, M. ;

Hibino, K. ;

Hotta, N. ;

Hu, Haibing ;

Hu, H. B. ;

Huang, J. ;

Huang, Q. ;

Jia, H. Y. ;

Jiang, L. ;

Kajino, F. ;

Kasahara, K. ;

Katayose, Y. ;

Kato, C. ;

Kawata, K. ;

Labaciren ;

Le, G. M. ;

Li, A. F. ;

Li, H. C. ;

Li, J. Y. ;

Liu, C. ;

Lou, Y. -Q. ;

Lu, H. ;

Meng, X. R. ;

Mizutani, K. ;

Mu, J. ;

Munakata, K. ;

Nagai, A. ;

Nanjo, H. ;

Nishizawa, M. ;

Ohnishi, M. ;

Ohta, I. ;

Ozawa, S. ;

Saito, T. ;

Saito, T. Y. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2010, 711 (01) :119-124

[8] GALACTIC MAGNETIC FIELDS AND THE LARGE-SCALE ANISOTROPY AT MILAGRO [J].

Battaner, Eduardo ;

Castellano, Joaquin ;

Masip, Manuel .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2009, 703 (01) :L90-L93

[9]

Berezinsky V., 1990, Astrophysics of cosmic rays

[10] Diffusive propagation of cosmic rays from supernova remnants in the Galaxy. I: spectrum and chemical composition [J].

Blasi, Pasquale ;

Amato, Elena .

JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 2012, (01)

← 1 2 3 4 →