Loop I/NPS 在超长波段的形态预测

Loop I/北极尖喉 (NPS) 是在射电波长 ($\lesssim 10$ GHz) 下观测到的银河平面上方的巨型弧形结构。关于其起源一直存在争议。许多人认为其由近距离超新星遗骸 (SNR) 组成，但也有人认为其为靠近银河中心 (GC) 的巨型气泡，与 Fermi 气泡和 eROSITA X 射线气泡相关。在超长波长（波长 $\gtrsim 10$ m 或频率 $\lesssim 30$ MHz）下，尤其是约 $10$ MHz 以下时，射电信号被星际介质 (ISM) 中扩散电子的自由-自由吸收显著，导致与高频率下不同的天空形态。本文发展了两种 Loop I/NPS 起源情景的辐射模型，综合考虑自由-自由吸收效应，预测这两种情景在超长波长下的 Loop I/NPS 形态。我们发现，在 SNR 模型中，完整的 Loop I/NPS 在约 $1$ MHz 仍为明亮弧形。在 GC 模型中，只有在约 $3$ MHz 以上时该弧才能完整呈现。在此频率以下，只有在银河纬度 $b\gtrsim 30\degree$ 的区域可见；$b\lesssim 30\degree$ 的部分因 ISM 中 GC 与太阳之间的电子吸收而不可见。旨在超长波长的未来太空任务，如 DSL 和 FARSIDE，可能能够区分这两种情景，为 Loop I/NPS 起源提供决定性信息。