来自致密双星毫秒脉冲星的字宙线正电子

在过去十年中出现了一种新的中子星族：致密双星毫秒脉冲星（CBMSP）。由于这些脉冲星及其伴星处于典型间距为 $10^{11}$ cm 的紧密轨道中，它们的风强烈相互作用形成星内激波。在激波处重新加速的电子-正电子对可达到约 10 TeV 的能量，这使得这一新族成为 GeV-TeV 字宙线正电子的潜在源。我们提出了 CBMSP 星内激波产生正电子的通量与能谱的解析模型。我们发现，进入激波的对的最小能量 $E_{\min}$ 对于量化注入星际介质的正电子能谱至关重要。在修正了不利于在银道面附近发现它们的观测偏差后，我们首次测量了 CBMSP 的银河系标高 $z_e=0.4\pm0.1$ kpc。由此我们估计本地密度为 5-9 kpc$^{-3}$，外推银河系中 CBMSP 总数为 2-7 千个。随后我们在各向同性扩散近似下传播这些对，发现来自总族群的正电子通量约为目前已知 52 个系统的两倍。对于 $E_{\min}$ 在 1 至 50 GeV 之间，我们的模型预测 CBMSP 对地球上观测到的 100 GeV 漫射正电子通量贡献很小。我们还量化了由有序银河系磁场引起的各向异性输运的影响，其可剧烈改变来自近源的通量。最后，我们发现，若一颗位于银道面附近的“隐藏”CBMSP 到地球的视线沿有序银河系磁力线，则其产生的正电子通量可与 AMS-02 在 600 GeV 处的测量值相当，而其在更高能量处的电子与正电子总通量将接近 CALET、DAMPE 和 Fermi-LAT 的测量值。