银河系邻近区域中发射伽马射线的碰撞环星系系统

天体物理 $\gamma$ 射线光子携带着宇宙中各种尺度上发生的剧烈现象的特征。这包括银河系环境中的超新星遗迹、脉冲星和脉冲星风云，以及与活动星系核（AGN）相关的河外相对论性喷流。然而，用 Fermi 大面积望远镜探测到的 $\sim$30% 的 $\gamma$ 射线源缺乏多波段对应体关联，导致我们无法表征其起源。在此，我们首次报告，在我们银河系邻近区域（距离 $\sim$10 Mpc）的一个碰撞环星系系统，由一个较小的“子弹”星系穿透一个较大星系而形成，被关联为未关联 $\gamma$ 射线源 4FGL~J1647.5$-$5724 的多频段对应体。该系统也被称为“Kathryn's Wheel”，包含两个矮不规则星系和一个侧视的晚型旋涡星系，周围环绕着星形成结环。我们利用 Neil Gehrels Swift 天文台、Rapid ASKAP 连续谱巡天、SuperCOSMOS H$\alpha$ 巡天、暗能量巡天以及甚大望远镜上的可见光多目标光谱仪获取的观测数据，来确定其与 4FGL~J1647.5$-$5724 的关联，并探索星形成活动与观测到的 $\gamma$ 射线发射之间的联系。我们发现，仅靠星形成无法解释观测到的 $\gamma$ 射线发射，还需要来自脉冲星/超新星遗迹或埋藏 AGN 的额外贡献。我们得出结论，需要对这一非凡的发射 $\gamma$ 射线的星系碰撞进行角秒/亚角秒尺度的观测，以解析其环境并探索宇宙射线的起源。