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超新星遗迹附近的各向异性宇宙线扩散与伽马射线产生:以 W28 为例

高能天体物理现象 2015-06-12 v1

摘要

逃离加速位点的宇宙线与周围介质相互作用,并通过非弹性质子 - 质子碰撞产生伽马射线。探测此类弥漫辐射可能揭示宇宙线加速器的存在,并限制其附近的宇宙线扩散系数。近年来,通过对位于超新星遗迹(宇宙线产生的主要候选者)附近的分子云发出的伽马射线辐射的研究,已在此方向上获得了初步结果。有迹象表明,扩散系数相对于银河系平均值存在显著抑制。然而,大多数此类研究依赖于各向同性扩散的假设,这可能缺乏充分理由。在此,我们将研究扩展到宇宙线逃离加速器后优先沿磁力线扩散的情形。作为一级近似,我们进一步假设粒子处于强磁化状态,且其垂直于磁场的输运主要由磁力线的游走引起。在这种情况下,加速器周围逃逸宇宙线的空间分布具有强烈的各向异性。将该模型应用于超新星遗迹 W28 的案例表明,基于伽马射线观测对扩散系数的估计强烈依赖于对扩散各向同性(或各向异性)的假设。对于更高水平的扩散各向异性,发现较大的扩散系数值能更好地拟合数据。因此,为了正确解读伽马射线观测结果,需要建立详细的宇宙线传播模型。

关键词

引用

@article{arxiv.1211.1668,
  title  = {Anisotropic CR diffusion and gamma-ray production close to supernova remnants, with an application to W28},
  author = {Lara Nava and Stefano Gabici},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1211.1668},
  year   = {2015}
}

备注

10 pages, 5 figures, submitted to MNRAS