超新星遗迹 HESS J1731-347 是否正在与分子云碰撞？

Yudong Cui; Ruizhi Yang; Xinbo He; P. H. Thomas Tam; Gerd Puehlhofer

doi:10.3847/1538-4357/ab4ea0

超新星遗迹 HESS J1731-347 是否正在与分子云碰撞？

高能天体物理现象 2019-12-20 v2

作者: Yudong Cui , Ruizhi Yang , Xinbo He , P. H. Thomas Tam , Gerd Puehlhofer

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摘要

超新星遗迹（SNR）HESS J1731-347 是一个年轻的 SNR，呈现出非热 X 射线与 TeV 壳层结构。一个位于 3.2 kpc 距离处的分子云在空间上与 SNR 的西部重合，并很可能被该 SNR 撞击。壳层此部分的 X 射线辐射远低于 SNR 其余部分。此外，在该分子云位置探测到一个具有软能谱的致密 GeV 辐射区。这些观测似乎暗示该区域存在激波-云碰撞情景：停滞的激波不再能加速超 TeV 电子或维持下游强磁湍流，而 GeV 宇宙射线（CRs）通过该停滞激波释放。为检验此假设，我们利用超过 9 年的数据对 HESS J1731-347 区域进行了详细的 Fermi-LAT 再分析。我们发现致密 GeV 辐射区呈现 -2.4 的谱幂律指数，而 SNR 其余部分（排除云区）的 GeV 辐射指数为 -1.8。我们构建了一个涉及激波-云碰撞情景的强子模型来解释该区域的 γ 射线辐射。该模型包含三个 CR 源：从快激波逃逸的跑脱超 TeV CRs、从停滞激波泄漏的 GeV CRs，以及本地 CR 海。SNR 排除激波-云相互作用区的 X 射线与 γ 射线辐射由单区轻子模型解释。我们的激波-云碰撞模型很好地解释了来自 HESS J1731-347 周围两个云区的 GeV-TeV 观测，即与 SNR 接触的云以及和与邻近 TeV 源 HESS J1729-345 重合的更远云。然而我们发现，由于本地 CR 海的可比贡献，来自激波-云碰撞的泄漏 GeV CRs 并不必然主导云区的 GeV 辐射。

关键词

超新星遗迹分子云激波-云碰撞 GeV 辐射 Fermi-LAT 强子模型宇宙射线

引用

@article{arxiv.1904.01761,
  title  = {Is the SNR HESS J1731-347 colliding with molecular clouds?},
  author = {Yudong Cui and Ruizhi Yang and Xinbo He and P. H. Thomas Tam and Gerd Puehlhofer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1904.01761},
  year   = {2019}
}

备注

20 pages,

超新星遗迹 HESS J1731-347 是否正在与分子云碰撞？

摘要

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