银河系中心区域伽马射线特征的三维建模启示

背景。银河系中心（GC）区域在过去几十年中已在伽马射线中被研究——Fermi 探测到的 GC 超出仍未被完全理解，且 H.E.S.S. 对 PeVatron 的首次探测表明存在能够将宇宙线加速至 PeV 或更高能量的源。目的。在本文中，我们首次在真实的三维气体与光子场分布及大尺度磁场中模拟 GC 中的宇宙线，以研究 H.E.S.S. 探测到的 PeVatron 辐射的起源。方法。我们使用 Merten 等人（2017）实现的传播软件 CRPropa 3.1 中的随机微分方程方法，求解具有各向异性扩散张量的三维输运方程。我们针对扩散张量的四种不同配置（即垂直与平行分量之比 $\epsilon = 0.001,\ 0.01,\ 0.1,\ 0.3$）测试了五种不同的源分布。结果。我们发现 H.E.S.S. 测量的伽马射线二维分布最好由考虑三个宇宙线源（即一个中心源、SNR G0.9+0.1 和源 HESS J1746-285）的模型拟合。拟合表明传播由平行扩散主导，且 $\epsilon = 0.001$。结论。我们发现取自 Guenduez 等人（2020）的三维气体与 B 场配置下的三维传播能够很好地解释数据的一般特征。我们预测 CTA 应能够识别来自 SgrB2 及我们模拟中包含的六个尘埃脊云团的辐射，且这些应在 CTA 预期的 0.033$^\circ$ 分辨率下可探测到。