Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Supermassive Black Holes as Possible Sources of Ultrahigh-energy Cosmic Rays

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F47813059%3A19630%2F20%3AA0000027" target="_blank" >RIV/47813059:19630/20:A0000027 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab8ae9/meta" target="_blank" >https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab8ae9/meta</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/ab8ae9" target="_blank" >10.3847/1538-4357/ab8ae9</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Supermassive Black Holes as Possible Sources of Ultrahigh-energy Cosmic Rays

  • Popis výsledku v původním jazyce

    The production and acceleration mechanisms of ultrahigh-energy cosmic rays (UHECRs) of energy &gt;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.

  • Název v anglickém jazyce

    Supermassive Black Holes as Possible Sources of Ultrahigh-energy Cosmic Rays

  • Popis výsledku anglicky

    The production and acceleration mechanisms of ultrahigh-energy cosmic rays (UHECRs) of energy &gt;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.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10308 - Astronomy (including astrophysics,space science)

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2020

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    Astrophysical Journal

  • ISSN

    0004-637X

  • e-ISSN

    1538-4357

  • Svazek periodika

    895

  • Číslo periodika v rámci svazku

    1

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    11

  • Strana od-do

    „14-1“-„14-11“

  • Kód UT WoS článku

    000559792800001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85086326132