银河中正电子内飞行湮灭的探测

虽然正电子向银河中心的湮灭已超过 50 年前通过检测 511 keV $\gamma$-射线线谱而被确认，但正电子的来源仍是未知的。该 $\gamma$-射线线应伴随正电子内飞行湮灭的连续辐射，而直到现在尚未检测到。我们旨在检测正电子内飞行湮灭辐射，因为它提供了关于正电子动能的信息，这对于确定银河中正电子的来源至关重要。我们分析了从科尔伯恩伽马射线观测站 (Compton Gamma-Ray Observatory) 上的 COMPTEL 仪器获取的档案数据，以搜索银河中正电子内飞行湮灭辐射。我们的分析揭示了银河中央天区在 MeV 能量范围内的扩展辐射，我们将其归因于动能约为 2 MeV 的正电子内飞行湮灭。观测到的光谱表明，正电子以准单能方式产生，这可能是通过质量约为 3 MeV 的暗物质粒子湮灭，或通过 1E1740.7-2942 微类星体的集中运动产生。我们进一步检测到来自银河中心的 MeV 能量范围内的一种类点状辐射，似乎是 Fermi-LAT 源 4FGLJ1745.6-2859 的低能量对应物。该源的宽带光谱可通过从超大质量黑洞 Sgr A$^*$ 中注入成对等离子体到星际介质中解释，这也解释了由 INTEGRAL/SPI 在银河中心发现的类点 511 keV 线辐射。观测到的银河中段的正电子内飞行湮灭光谱排除了放射性同位素的 $\beta^+$ 衰变，以及任何产生高度相对论正电子的机制作为银河中段正电子的来源。