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被辐照的脉冲星行星和伴侣作为 511 keV 正电子湮灭线源

高能天体物理现象 2025-09-05 v3

摘要

毫秒脉冲星 (MSP) 是丰富的 GeV γ\gamma-射线辐射体,nearly80 辐射体, nearly 80% 的 Fermi-LAT MSP 位于紧凑双星系统中。我们演示了 MSP 紧凑双星伴侣也是 511 keV 湮灭线发射体,使用 {\tt MEGAlib} 模拟(基于 {\tt Geant4} 构建的高能辐射传输软件)计算脉冲星照射产生的粒子 shower 和 resulting back splash emission。511 keV 信号呈现出强烈的通量调制和红/蓝移,与双星轨道相关,从而 enables powerful 的协同搜索。测量 511 keV 辐射将 enable direct \gamma射线-射线 表征 unusual pulsar exoplanets 和伴侣,并 allow one identify 明确的活跃脉冲星的存在,这些脉冲星的束线不偏斜 Earth。令人惊讶的是,511 keV 通量在 ultra-compact 系统中最为明亮,而这些系统相对于脉冲星调查存在系统性偏差。这些 ultra-compact 系统也可能是 LISA 银河源的首选来源。这 necessitates 未来的 joint LISA-MeV γ\gamma-射线$ 技术来 characterize MSP 双星。这些 MSP 双星可能 also contribute to 迄今为止仍是谜团的 511 keV 光子 near galactic bulge 和 center 的 source。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.10511,
  title  = {Irradiated Pulsar Planets and Companions as 511 keV Positron Annihilation Line Sources},
  author = {Zachary Metzler and Zorawar Wadiasingh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.10511},
  year   = {2025}
}