AMS-02 data confront acceleration of cosmic ray secondaries in nearby sources

被引:93
作者
Mertsch, Philipp [1 ]
Sarkar, Subir [2 ,3 ]
机构
[1] Kavali Inst Particle Astrophys & Cosmol, Menlo Pk, CA 94025 USA
[2] Univ Oxford, Rudolf Peierls Ctr Theoret Phys, Oxford OX1 3NP, England
[3] Univ Copenhagen, Niels Bohr Inst, DK-2100 Copenhagen O, Denmark
来源
PHYSICAL REVIEW D | 2014年 / 90卷 / 06期
基金
新加坡国家研究基金会;
关键词
SUPERNOVA-REMNANTS; NUCLEI; PROPAGATION; CONSTRAINTS; PARAMETERS; TRANSPORT; ENERGIES; SPECTRA; ORIGIN; MATTER;
D O I
10.1103/PhysRevD.90.061301
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
We revisit the model proposed earlier to account for the observed increase in the positron fraction in cosmic rays with increasing energy, in the light of new data from the Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) experiment. The model accounts for the production and acceleration of secondary electrons and positrons in nearby supernova remnants which results in an additional, harder component that becomes dominant at high energies. By fitting this to AMS-02 data we can calculate the expected concomitant rise of the boron-to-carbon ratio, as well as of the fraction of antiprotons. If these predictions are confirmed by the forthcoming AMS-02 data it would conclusively rule out all other proposed explanations, in particular, dark matter annihilations or decays.
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Ajello, M. ;
Atwood, W. B. ;
Baldini, L. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Blandford, R. D. ;
Bloom, E. D. ;
Bonamente, E. ;
Borgland, A. W. ;
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Brandt, T. J. ;
Bregeon, J. ;
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Cuoco, A. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
de Angelis, A. ;
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Dermer, C. D. ;
do Couto e Silva, E. ;
Drell, P. S. ;
Drlica-Wagner, A. ;
Falletti, L. ;
Favuzzi, C. ;
Fegan, S. J. ;
Focke, W. B. ;
Fukazawa, Y. ;
Funk, S. ;
Fusco, P. ;
Gargano, F. ;
Gasparrini, D. ;
Germani, S. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2012, 761 (02)
[2]   PAMELA Measurements of Cosmic-Ray Proton and Helium Spectra [J].
Adriani, O. ;
Barbarino, G. C. ;
Bazilevskaya, G. A. ;
Bellotti, R. ;
Boezio, M. ;
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Carbone, R. ;
Carlson, P. ;
Casolino, M. ;
Castellini, G. ;
Consiglio, L. ;
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Pearce, M. ;
Picozza, P. ;
Pizzolotto, C. ;
Ricci, M. ;
Ricciarini, S. B. .
SCIENCE, 2011, 332 (6025) :69-72
[3]   PAMELA Results on the Cosmic-Ray Antiproton Flux from 60 MeV to 180 GeV in Kinetic Energy [J].
Adriani, O. ;
Barbarino, G. C. ;
Bazilevskaya, G. A. ;
Bellotti, R. ;
Boezio, M. ;
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Bongi, M. ;
Bonvicini, V. ;
Borisov, S. ;
Bottai, S. ;
Bruno, A. ;
Cafagna, F. ;
Campana, D. ;
Carbone, R. ;
Carlson, P. ;
Casolino, M. ;
Castellini, G. ;
Consiglio, L. ;
De Pascale, M. P. ;
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Rossetto, L. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2010, 105 (12)
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Bruno, A. ;
Cafagna, F. ;
Campana, D. ;
Carlson, P. ;
Casolino, M. ;
Castellini, G. ;
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Zampa, G. ;
Zampa, N. .
NATURE, 2009, 458 (7238) :607-609
[5]   First Result from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station: Precision Measurement of the Positron Fraction in Primary Cosmic Rays of 0.5-350 GeV [J].
Aguilar, M. ;
Alberti, G. ;
Alpat, B. ;
Alvino, A. ;
Ambrosi, G. ;
Andeen, K. ;
Anderhub, H. ;
Arruda, L. ;
Azzarello, P. ;
Bachlechner, A. ;
Barao, F. ;
Baret, B. ;
Barrau, A. ;
Barrin, L. ;
Bartoloni, A. ;
Basara, L. ;
Basili, A. ;
Batalha, L. ;
Bates, J. ;
Battiston, R. ;
Bazo, J. ;
Becker, R. ;
Becker, U. ;
Behlmann, M. ;
Beischer, B. ;
Berdugo, J. ;
Berges, P. ;
Bertucci, B. ;
Bigongiari, G. ;
Biland, A. ;
Bindi, V. ;
Bizzaglia, S. ;
Boella, G. ;
de Boer, W. ;
Bollweg, K. ;
Bolmont, J. ;
Borgia, B. ;
Borsini, S. ;
Boschini, M. J. ;
Boudoul, G. ;
Bourquin, M. ;
Brun, P. ;
Buenerd, M. ;
Burger, J. ;
Burger, W. ;
Cadoux, F. ;
Cai, X. D. ;
Capell, M. ;
Casadei, D. ;
Casaus, J. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2013, 110 (14)
[6]  
Aguilar M, 2013, CERN COURIER, V53, P22
[7]   Cosmic ray acceleration in supernova remnants and the FERMI/PAMELA data [J].
Ahlers, Markus ;
Mertsch, Philipp ;
Sarkar, Subir .
PHYSICAL REVIEW D, 2009, 80 (12)
[8]  
Ahn HS, 2008, ASTROPART PHYS, V30, P133, DOI 10.1016/j.astropartphys.2008.07.010
[9]   Cosmic ray production in supernova remnants including reacceleration:: The secondary to primary ratio [J].
Berezhko, EG ;
Ksenofontov, LT ;
Ptuskin, VS ;
Zirakashvili, VN ;
Völk, HJ .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2003, 410 (01) :189-198
[10]   New positron spectral features from supersymmetric dark matter: A way to explain the PAMELA data? [J].
Bergstrom, Lars ;
Bringmann, Torsten ;
Edsjo, Joakim .
PHYSICAL REVIEW D, 2008, 78 (10)