High-energy particle emission from plasmoids in jets of active galactic nuclei
- The coincident detection of a gamma-ray flare and a neutrino from the blazar TXS 0506+056 suggests that Active Galactic Nuclei (AGN) are possible sources of the diffuse neutrino flux. A space and time-resolved model of the high-energy particle emission of a plasmoid travelling within an AGN jet is presented. This was achieved by modifying the publicly available CRPropa (version 3.1+) propagation framework. The propagation of primary protons is modelled in a purely turbulent magnetic field and interactions of these protons with the environment is taken into account. The model yields a PeV-neutrino flare caused mainly by photo-hadronic interactions of primaries with the accretion disc field. Secondary high-energy gamma-rays are significantly suppressed due to partial attenuation with the ambient photon fields whose combined optical depths achieve their minimal opacity for photons of around 10 TeV. The model is scalable and can fit to specific AGN flare scenarios.
- Die Multi-Messenger-Beobachtung eines Hochenergie-Neutrinos und eines Gammastrahlen-Ausbruchs des Blazaren TXS 0506+056 impliziert, dass aktive Galaxiekerne eine Quelle des diffusen Neutrinoflusses sein könnten. Diese Arbeit stellt ein zeitlich und räumlich aufgelöstes Modell vor, in welchem hochenergetische Neutrinos und Gammastrahlen innerhalb eines Plasmoiden emittiert werden. Dieser Plasmoid propagiert entlang der Achse eines hochrelativistischen Jets und interagiert mit der Umgebung, in welcher er eingebettet ist. Zur Simulation dieses Szenarios wurde das Open-Source Framework CRPropa (Version 3.1+) benutzt. Das Modell ergibt einen PeV-Neutrino-Flare, in Kombination mit einem TeV-Gammastrahlen-Flare. Der Fluss an Gammastrahlung ist stark unterdrückt und ist bei einer Energie von 10 TeV am meisten transparent. Das präsentierte Modell ist skalierbar und kann an verschiedene Arten von Flare-Szenrios gefittet werden.
Author: | Mario Robert HörbeGND |
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URN: | urn:nbn:de:hbz:294-80714 |
DOI: | https://doi.org/10.13154/294-8071 |
Referee: | Julia TjusORCiDGND, Garret CotterORCiDGND |
Document Type: | Doctoral Thesis |
Language: | English |
Date of Publication (online): | 2021/05/11 |
Date of first Publication: | 2020/05/11 |
Publishing Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek |
Granting Institution: | Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Physik und Astronomie |
Date of final exam: | 2021/02/09 |
Creating Corporation: | Fakultät für Physik und Astronomie |
GND-Keyword: | Astrophysik; Aktive Galaxie; Simulation; Neutrino; Gammastrahlung |
Dewey Decimal Classification: | Naturwissenschaften und Mathematik / Physik |
faculties: | Fakultät für Physik und Astronomie |
Licence (German): | ![]() |