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利用 Fermi-LAT 对高纬度云团的观测约束宇宙线传播晕厚度

高能天体物理现象 2021-10-27 v1

摘要

作为宇宙线(CR)传播的基本特性,扩散晕能够促进我们对许多与宇宙线相关的研究以及间接暗物质探测的理解。推导晕尺寸的方法通常存在简并问题,因此受到较大不确定性的影响。来自高纬度云团的扩散伽马射线可能独立地揭示晕尺寸。由于空间依赖传播(SDP)模型相较于传统传播模型与观测到的宇宙线更为吻合,在本工作中,我们基于 SDP 模型并利用 Fermi-LAT 对高速和中速云团的 γ\rm\gamma 射线观测来研究晕厚度。结果表明,为了不超过高纬度云团中的相对 γ\gamma 射线辐射率,晕厚度应处于  3.39 kpc\rm ~3.3\sim9~ kpc 范围内。此外,基于 SDP 模型在不同晕厚度值下估计的 γ\rm\gamma 射线空间形态具有明显差异,这为我们提供了一种确定晕尺寸的工具。我们希望我们的模型能在未来通过多波段观测得到检验与修正。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.00727,
  title  = {Constraining the cosmic ray propagation halo thickness using Fermi-LAT observations of high-latitude clouds},
  author = {Yu-Hua Yao and Bing-Qiang Qiao and Wei Liu and Qiang Yuan and Hong-Bo Hu and Xiao-Jun Bi and Chao-Wen Yang and Yi-Qing Guo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.00727},
  year   = {2021}
}

备注

5 pages, 3 figures