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狼星座气泡 NGC 2359 中粒子加速的探讨

高能天体物理现象 2026-02-04 v1

摘要

巨型恒星被提议为银河系宇宙射线的主要生产源,但缺乏充足的实证证据,尤其是针对孤立恒星。巨型恒星的强大风力对周围介质产生强烈冲击波,适合加速亚轨道粒子。非热辐射的检测——尤其是低频射电 synchrotron 辐射——是粒子加速场的关键证据。我们旨在评估孤立巨型恒星是否为 GCRs 的来源。我们使用升级版巨型米波阵列望远镜在 Band 3 (250-500 MHz) 和 Band 4 (550-950 MHz) 对狼星座气泡 NGC 2359进行观测。此外,我们使用补充的档案射电数据集在不同频率下,推导该气泡内多个区域的广泛光谱能分布 (SED)。为进一步表征恒星风与周围介质的相互作用,我们构建了一个包含 synchrotron 和 free-free 辐射,以及 Razin-Tsytovich (RT) 效应和自由-自由吸收 (FFA) 两种低频翻转过程的复合 SED 模型。我们采用贝叶斯推断方法拟合 SED,约束电子数密度和磁场强度。多个区域的 SED 显示比 -0.5 更陡的谱指数,表明为 synchrotron 辐射。并在约 1 GHz 以下显示翻转现象。我们的 SED 模型表明,观察到的翻转主要由 RT 效应引起,FFA 贡献次之。我们的分析确认 NGC 2359 内存在 synchrotron 辐射。这是狼星座恒星气泡中第二次检测到非热辐射,强化了此类环境为亚轨道粒子加速场这一假设,并支持孤立巨型恒星至少产生 GeV 能级 GCRs 的假设。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.02923,
  title  = {Investigating particle acceleration in the Wolf-Rayet bubble NGC 2359},
  author = {Anindya Saha and Anandmayee Tej and Santiago del Palacio and Michaël De Becker and Paula Benaglia and Ramananda Santra and Ishwara Chandra CH},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.02923},
  year   = {2026}
}

备注

15 pages, 7 figures, and 5 tables. Accepted for publication in A&A