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基于18年Fermi-LAT堆叠分析对粒子加速碰撞风双星GeV γ射线发射的限制

高能天体物理现象 2026-07-06 v1

摘要

大质量碰撞风双星(CWBs)的风碰撞区域加速相对论粒子,如其非热射电同步辐射以及在η Car中的硬X射线发射所示。CWBs作为一个群体是否发射GeV γ射线尚不清楚:只有η Car被Fermi大面积望远镜(LAT)明确探测到。我们分析了17.8年的Fermi-LAT数据,能量高于1 GeV(其中尖锐的点扩散函数控制平面混淆),针对De Becker & Raucq的61个已确认(列表A)粒子加速CWBs(PACWBs),使用二维(光子指数×通量)似然扫描,对照200个在纬度、局部源密度和弥散强度上匹配的控制场。移除视线与明亮目录γ射线源重合的系统后,留下一个干净、相互隔离的6个样本,其堆叠与控制场零假设一致(p=0.83p=0.83):没有集体GeV发射的证据。相反,保留这些系统会产生来自偶然目录重合的虚假3.5σ\gtrsim3.5\sigma过量,这是银河平面堆叠的一个注意事项。由此产生的平均每源通量的95%上限,F(>1GeV)1.1×1011 phcm2s1(Γ=2)F(>1\,\mathrm{GeV})\lesssim1.1\times10^{-11}~\mathrm{ph\,cm^{-2}\,s^{-1}} (\Gamma=2),意味着γ射线产生效率η=Lγ/Lwind4×106(d/kpc)2\eta=L_\gamma/L_{\rm wind}\lesssim4\times10^{-6}\,(d/\mathrm{kpc})^2,在样本中位距离处比η Car低约两个数量级。一个代表性的单区模型随后限制了CWB风碰撞区域中的电子加速效率,除非其磁场与磁光子等分相当或更高。在可进行干净堆叠的高纬度系统中,η Car因此似乎是一个独特的天体,而不是新兴群体中最亮成员。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.05102,
  title  = {An 18-year Fermi-LAT stacking limit on GeV $γ$-ray emission from particle-accelerating colliding-wind binaries},
  author = {Youngwan Son},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.05102},
  year   = {2026}
}

备注

Prepared for submission to JCAP