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限制Geminga脉冲星晕的慢扩散区尺度与电子注入谱指数

高能天体物理现象 2026-04-21 v2

摘要

测量电子扩散系数是伽马射线脉冲星晕研究中最直接的任务。高能水切伦科夫(HAWC)实验对Geminga晕空间形态和能谱的最新测量,使我们能够约束扩散系数以外的参数,包括慢扩散区尺度以及来自脉冲星风星云(PWNe)的电子注入谱。基于双区扩散模型,我们发现Geminga周围慢扩散区尺度(rr_*)在307030-70~pc范围内。该范围的下边界由模型对Geminga晕一维形态拟合的优度决定。上限由拟合Geminga晕伽马射线能谱得出,同时结合基于模拟和PWNe观测的注入谱幂律指数预期,即p1p\gtrsim1。将rr_*设为其下限3030~pc时,我们得到HAWC能谱测量所允许的最大pp,在3σ3\sigma显著性下上限为2.172.17。此外,我们发现当r=30r_*=30~pc且p=2.17p=2.17时,Geminga在地球处产生的预测正电子能谱与AMS-02在5050050-500~GeV范围内的测量一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.16594,
  title  = {Constraining the slow-diffusion zone size and electron injection spectral index for the Geminga pulsar halo},
  author = {Kun Fang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.16594},
  year   = {2026}
}

备注

15 pages, 5 figures. Accepted for publication in PRD