CMB光子高能逆康普顿散射中的膝结构

我们研究了非热高能电子对 CMB 光子的逆康普顿散射。在先前的研究中，假设电子服从幂律分布，我们在 Thomson 近似下导出了谱强度函数 $I(\omega)$ 的解析表达式，该式适用于光子能量 $\omega <$ O(GeV) 的情况。在本文中，我们通过考虑在 Thomson 近似中被忽略的项（即 Klein-Nishina 公式），将先前的工作推广到更高的光子能量 $\omega >$ O(GeV)。利用 Klein-Nishina 公式导出了 $I(\omega)$ 的解析表达式。结果表明，$I(\omega)$ 在 $\omega =$ O(PeV) 处具有“膝”结构。该膝结构如果存在，应能被诸如 Fermi-LAT 的伽马射线天文台观测到。我们提出了适用于从 Thomson 区到极端 Klein-Nishina 区宽广光子能量范围的 $I(\omega)$ 简单解析公式。