逆康普顿散射的离散处理:对伽马射线天文学中参数估计的影响
高能天体物理现象
2026-04-21 v3
摘要
在伽马射线天文学和宇宙线物理中,广泛采用逆康普顿散射(ICS)的连续近似来模拟电子能量的演化。然而,当初始电子能量接近约 100 TeV 时,ICS 的离散特性变得显著,演化后电子的能量应被视为一个宽分布而非确定值。通过模拟 ICS 下单个电子的演化路径,我们捕捉到了这种离散特性,并证明当电子注入谱呈现高能截断时,正确的离散处理在演化谱中得到的截断能量高于连续近似。将离散 ICS 处理应用于解释 HAWC 测量的 Geminga 脉冲星晕的伽马射线谱,我们发现,在 95% 置信水平下,推断的注入谱截断能量相应地低于使用连续近似得出的结果。这表明该近似引入的系统偏差已经超过了测量精度。我们还期望将离散 ICS 校正应用于 PeV 能域,以超高能伽马射线源 1LHAASO J1954+2836u 作为案例研究,指出采用连续近似可能会显著高估该源的电子加速能力。
引用
@article{arxiv.2503.15052,
title = {Discrete treatment of inverse Compton scattering: implications on parameter estimation in gamma-ray astronomy},
author = {Junji Xia and Xingjian Lv and Kun Fang and Siming Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.15052},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 5 figures, submitted to PRD