利用RCW 38星形成区的伽玛射线约束扩散系数和宇宙射线加速效率

巨星风可能是重要的宇宙射线(CRs)来源。为探讨这一联系，我们报告了对银河系年轻星团(约0.5 Myr老)位于星形成区RCW 38处伽玛射线辐射的详细研究，并将其与恒星风特性和扩散X射线辐射进行比较。利用15年费米-LAT数据(0.2-300 GeV波段)，我们发现与星团重合的显著(σ>22)检测，产生总伽玛射线光度( extrapolated至0.1-500 GeV)为$L_{\gamma} = (2.66\pm 0.92) \times 10^{34}$ erg s$^{-1}$，采用幂律光谱模型($\Gamma = 2.34\pm0.04$)。使用经验关系和Starburst99，我们估计总风功率为$8 \times 10^{36}$ erg s$^{-1}$，对应于在假设扩散系数为$D = 10^{28}$ cm$^{2}$ s$^{-1}$时，CR加速效率为$\eta_{\rm CR} \simeq 0.4$。或者，如果扩散系数较小，$D\simeq 2.5\times10^{27}\,{\rm cm^2\,\,s^{-1}}$，则可产生此$L_{\gamma}$的加速效率为0.1。此外，我们分析RCW 38区域的X射线数据并比较热气体压力与CR压力。我们发现前者高出后者约四个数量级，表明CR压力相对于星风并不具备动力学重要性。由于RCW 38年龄较小，尚未发生超新星爆炸，RCW 38中较高的CR加速效率表明星风可能是银河系CR的重要来源。