Fermi-LAT 朝向 Coma 团簇的伽马射线探测：强子情形下宇宙线含量的启示

星系团弥漫气相中相对论性电子的存在现已得到确证，但其详细起源仍不清楚。宇宙线质子也预期在团簇形成过程中累积，并将通过热气体内的强子相互作用产生伽马射线辐射。最近，已有报道称利用 Fermi-LAT 朝向 Coma 团簇探测到伽马射线辐射。假设该伽马射线辐射源于星团介质（ICM）中的强子相互作用，我们旨在探究此信号对 Coma 团簇宇宙线含量的启示。我们使用 MINOT 软件构建团簇物理模型并将其应用于 Fermi-LAT 数据。我们还考虑了致密源的污染及各种系统效应的影响。我们确认在 Coma 团簇的特征半径 $\theta_{500}$ 内观测到显著伽马射线信号，基线模型的检验统计量 TS~27。一个可能的点源的存在或可解释大部分观测信号。然而，该源也可能对应团簇自身弥漫辐射的峰值，且扩展模型更契合数据。我们约束了 $R_{500}$ 内的宇宙线与热能量之比为 $X_{\rm CRp}=1.79^{+1.11}_{-0.30}$\%，以及宇宙线能谱斜率为 $\alpha=2.80^{+0.67}_{-0.13}$。最后，我们假设稳态，计算了强子相互作用中产生的次级电子相关的同步辐射。该辐射约为整体观测射电信号的四分之一，因此需原初宇宙线电子或次级电子的再加速来解释总辐射。假设信号具强子起源，我们的结果提供了团簇中宇宙线质子含量的首次定量测量。[删节]