半人马座 A 核心辐射的伽马射线通量：一个谜题的解决

在分析了四年的 Fermi 数据后，报道了射电星系半人马座 A（Centaurus A）中存在一个高能成分。该成分的能谱由折断幂律描述，折断能量为 4 GeV，折断前后的谱指数分别为 $\alpha_1$=2.74$\pm$0.03 和 $\alpha_2$=2.09$\pm$0.20。此外，H.E.S.S. 还探测到了 TeV 能量处的微弱 $\gamma$ 射线通量。在本文中，我们表明 GeV-TeV 能量范围内的能谱可通过同步自康普顿辐射（最高至几 GeV，约 4 GeV）和 $\pi^0$ 衰变产物（最高至 TeV 能量）来描述，尽管如果缪子被快速加速，缪子的同步辐射也可能对 GeV 能量处的能谱有所贡献。缪子和 $\pi^0$ 产生于加速质子与 Compton Gamma-Ray Observatory 报道的两种种群种子光子的相互作用：一种处于中间态发射，能量峰值为 0.15 MeV；另一种处于低态发射，能量峰值为 0.59 MeV。此外，我们表明，假设质子能谱延伸至超高能，这些相互作用可以解释关于半人马座 A 周围超高能宇宙射线的观测报告以及未探测到高能中微子的现象。