银河系中心伽马射线超额的毫秒脉冲星解释

Fermi-LAT 数据显示银河系中心区域存在扩展的 $\gamma$-射线超额。 proposed 的超额来源包括暗物质湮灭或来自毫秒脉冲星 (MSPs) 群体的天体物理替代方案。MSP 情景能否自洽地解释数据对于粒子暗物质的探测具有非常重要的意义，然而这在文献中仍存在争议。在本工作中，我们基于 Fermi-LAT 探测到的 MSP 特性详细研究了 MSP 情景。我们构建了一个银河系 MSP 模型，该模型能够重现 Fermi-LAT 观测到的 MSP 的 $\gamma$-射线特性，并推导了 MSP 的本征光度函数。随后将该模型应用于核球 MSP 群体。我们发现，扩展的 $\gamma$-射线超额可以由核球 MSP 很好地解释，且不违反 Fermi-LAT 对 MSP 可探测通量分布的观测。核球 MSP 的空间分布（由低质量 X 射线双星的分布所暗示）遵循 $r^{-2.4}$ 轮廓，这也与 $\gamma$-射线超额数据一致。我们得出结论，MSP 模型能够自洽地解释银河系中心 $\gamma$-射线超额，并满足当前所有的观测约束。