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脉冲星星际磁场层次相干性下电子正电子对的各向异性扩散

高能天体物理现象 2025-07-17 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

从 TeV 伽马射线面积亮度轮廓推断的脉冲星星际磁场中粒子扩散速度较慢,归因于各向异性扩散模型。该模型假设脉冲星周围介质存在亚洛伦茨星际湍流,并假设观察者的视线方向与脉冲星所在局部均匀磁场方向大致一致。在该模型下,脉冲星星 halo 的预期形态高度依赖于星际磁场的特性。本文研究考虑磁场层次相干性时,脉冲星星际磁场中电子正电子对的各向异性扩散。我们特别关注其对预期伽马射线面积亮度轮廓、星 halo 形态不对称性以及对大型高海拔空中射电观测站(LHAASO)观测预期的影响。我们的结果表明,考虑磁场中有限(且符合现实)的相干长度后,可减轻对特定磁场几何要求的压力。此外,星 halo 的形态可能呈现较低的不对称性,尤其是在仪器点扩散函数(PSF)平滑后更为明显。这大大缓解了模型预测的不对称 halo 形态与迄今为止未检测到明显不对称 halo 的检测结果之间的矛盾。我们的发现表明,星际磁场相干长度对加速度器周围粒子分布具有重要影响,并对测量的源形态产生相应影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.08526,
  title  = {Anisotropic Diffusion of $e^\pm$ in Pulsar Halos over Multiple Coherence of Magnetic Fields},
  author = {Kai Yan and Sha Wu and Ruo-Yu Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.08526},
  year   = {2025}
}

备注

14 pages, 8 figures, 1 table; Published by The Astrophysical Journal