星系喷流驱动气泡中强子与轻子过程的辐射

我们研究星系周围气泡中强子与轻子宇宙线(CRs)的多波段辐射,类似于银河系的费米气泡。气泡采用三维磁流体动力学(MHD)模拟建模,并由类银河系星系核球的 0.3 Myr 剧烈爆发式外流驱动。我们通过后处理模拟,计算其在演化至 7 Myr 的不同阶段的非热辐射性质。我们比较了具有强子、轻子及强子-轻子混合宇宙线成分的气泡的谱与空间特征。它们均呈现大致相似的辐射谱,由射电同步辐射、逆康普顿和非热韧致辐射成分构成。然而,发现强子与混合气泡在 X 射线比轻子气泡更亮,在射电频率及 ~0.1 至数十 GeV 的 $\gamma$ 射线中略暗,其大部分辐射由强子相互作用中形成的次级电子驱动。还发现强子系统在高能 $\gamma$ 射线中比轻子系统略亮,归因于在其数百 GeV 至数 TeV 能量间主导辐射的 $\pi^0$ 衰变辐射。