宇宙线电子与 positron 流中可能的 TeV 拐折的启示

宇宙线电子与正电子（CREs）总流中的 TeV 能谱拐折（能谱幂律指数从 $\sim 3$ 软化到 $\sim 4$）已被 H.E.S.S. 观测到，并最近由 DAMPE 以 $6.6~\sigma$ 的高显著性确认。该观测显然与其他实验如 Fermi-LAT、AMS-02 和 CALET 的数据不一致。我们对包括 Fermi-LAT、AMS-02、CALET、DAMPE 和 H.E.S.S. 的最新 CRE 数据进行了全局分析，并考虑能量尺度不确定性以改善数据集间的一致性。拟合结果强烈支持在 $\sim 1$ TeV 处存在拐折，统计显著性更高达 $13.3~\sigma$。鉴于这一暂定的 CRE 拐折，我们重新审视了若干近源模型，如单一通用脉冲星风云（PWN）、来自 ATNF 星表的已知多个 PWN，以及它们与额外暗物质（DM）成分或超新星遗迹（SNR）的组合。我们表明，$\sim 1$ TeV 处的 CRE 拐折，连同已知的宇宙线正电子超出，指向近源应高度电荷不对称的可能性。在所考虑的模型中，带 PWN 加 SNR 的模型最受当前数据青睐。受青睐的 PWN 和 SNR 源的距离均在 $0.6$ kpc 内，年龄均约 $10^{5}$ yr。可能的候选源包括 PSR J0954-5430、Vela 和 Monogem 环等。我们发现，对所考虑的模型，额外的 DM 成分要么不必要，要么预言了过多光子，与来自银心方向的 $\gamma$ 射线 H.E.S.S. 数据相冲突。我们还表明，当前对 CRE 到达方向各向异性的测量可用于确定源的性质。