TURSUNOV, Arman, Zdeněk STUCHLÍK, Martin KOLOŠ, Naresh DADHICH a Bobomurat AHMEDOV. Supermassive Black Holes as Possible Sources of Ultrahigh-energy Cosmic Rays. Astrophysical Journal. 2020, roč. 895, č. 1, s. "14-1"-"14-11", 11 s. ISSN 0004-637X. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/ab8ae9.
Další formáty:   BibTeX LaTeX RIS
Základní údaje
Originální název Supermassive Black Holes as Possible Sources of Ultrahigh-energy Cosmic Rays
Autoři TURSUNOV, Arman (860 Uzbekistán, domácí), Zdeněk STUCHLÍK (203 Česká republika, domácí), Martin KOLOŠ (203 Česká republika, domácí), Naresh DADHICH (356 Indie) a Bobomurat AHMEDOV (860 Uzbekistán).
Vydání Astrophysical Journal, 2020, 0004-637X.
Další údaje
Originální jazyk angličtina
Typ výsledku Článek v odborném periodiku
Obor 10308 Astronomy
Stát vydavatele Velká Británie a Severní Irsko
Utajení není předmětem státního či obchodního tajemství
WWW URL
Kód RIV RIV/47813059:19630/20:A0000027
Organizační jednotka Fyzikální ústav v Opavě
Doi http://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/ab8ae9
UT WoS 000559792800001
Klíčová slova anglicky PENROSE PROCESS; FORCE-FREE; EXTRACTION; ENERGETICS; EFFICIENCY
Štítky EF16_027-0008521, , FÚ2020, GB14-37086G, RIV21
Příznaky Mezinárodní význam, Recenzováno
Návaznosti EF16_027/0008521, projekt VaV. GB14-37086G, projekt VaV.
Změnil Změnila: Mgr. Pavlína Jalůvková, učo 25213. Změněno: 31. 3. 2022 10:33.
Anotace
The production and acceleration mechanisms of ultrahigh-energy cosmic rays (UHECRs) of energy >10(20) eV, clearly beyond the GZK cutoff limit, remain unclear, which points to the exotic nature of the phenomena. Recent observations of extragalactic neutrinos may indicate that the source of UHECRs is an extragalactic supermassive black hole (SMBH). We demonstrate that ultraefficient energy extraction from a rotating SMBH driven by the magnetic Penrose process (MPP) could indeed fit the bill. We envision ionization of neutral particles, such as neutron beta decay, skirting close to the black hole horizon that energizes protons to over 10(20) eV for an SMBH of mass 10(9)M(circle dot) and magnetic field 10(4). G. Applied to the Galactic center SMBH, we have a proton energy of order approximate to 10(15.6) eV that coincides with the knee of the cosmic-ray spectra. We show that large gamma(z) factors of high-energy particles along the escaping directions occur only in the presence of an induced charge of the black hole, which is known as the Wald charge in the case of a uniform magnetic field. It is remarkable that the process requires neither an extended acceleration zone nor fine-tuning of accreting-matter parameters. Further, this leads to certain verifiable constraints on the SMBH's mass and magnetic field strength as the source of UHECRs. This clearly makes the ultraefficient regime of the MPP one of the most promising mechanisms for fueling the UHECR powerhouse.
VytisknoutZobrazeno: 25. 4. 2024 03:39