改进的宇宙线注入模型与银河系中心伽马射线超出
高能天体物理现象
2016-09-14 v1 星系天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
Fermi-LAT对银河系中心（GC）的观测揭示了一个球对称的GeV伽马射线超出，延伸至距星系动力学中心至少10度。在提取此超出的强度、能谱和形态时，一个关键的不确定性涉及GC附近天体物理弥漫伽马射线发射模型的精度。最近有人指出，许多弥漫发射模型使用的宇宙线注入率远低于基于中央分子区观测恒星形成率预测的值。在本研究中，我们增加了一个非线性示踪三维确定的银河系H2密度的宇宙线注入分量，发现相关的伽马射线发射与GC伽马射线超出的许多性质简并。在利用大边带（GC周围40x40度）来归一化最佳拟合弥漫发射模型的模型中，GC超出的强度降低了2倍，且超出的形态变得不那么峰值化、也不那么球对称。在利用较小感兴趣区域（15x15度）的模型中，增加超出模板反而抑制了最佳拟合天体物理弥漫发射的强度，而GC超出对天体物理弥漫建模细节的变化相当稳健。在两种分析中，增加GC超出模板仍对伽马射线数据的整体拟合提供了统计显著的改进。我们还在GC实施了平流风，发现Fermi-LAT数据强烈偏好数百km/s量级的 outflows（外流），其作用是从银河系中心有效平流低能宇宙线。最后，我们对模型进行了大量检验，并得出结论：它们显著改进了我们对GC多波长非热发射的理解。
引用
@article{arxiv.1603.06584,
title = {Improved Cosmic-Ray Injection Models and the Galactic Center Gamma-Ray Excess},
author = {Eric Carlson and Tim Linden and Stefano Profumo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.06584},
year = {2016}
}
备注
50 Pages, 29 Figures, Submitted to PRD