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对 PeVatron 微类星体 V4641 Sgr 的粒子加速与多波段辐射建模

高能天体物理现象 2025-12-03 v1

摘要

大高原气象射线观测站 (LHAASO) 最近报告了五个银河微类星体作为 超高能 (UHE) γ\gamma-射线 辐射体 (> 100 TeV)。在这些源中,微类星体 V4641 Sgr exhibits γ\gamma-射线 辐射直至约 0.8 PeV,这需要对多 PeV 能量的粒子进行加速,以及最硬的 UHE 光谱。关于粒子加速至此类能量的机制尚不清楚。此外,对该源的有限的多波段 (MWL) 信息显得矛盾,进一步 complicating 理解,暗示 V4641 Sgr 可能代表一种特殊的情况。在本工作中,我们构建了 V4641 Sgr 的详细物理模型,将基于第一性原理的湍流随机粒子加速仿真与 MWL 辐射建模相结合。我们采用 leptonic 场景,其中通过由相对论强湍流驱动的第二阶费米过程加速电子 (δB/B1\delta B/B \sim 1)。粒子能量化使用包含 intermittent 能量获取与辐射损失效应的专用蒙特卡罗框架 STRIPE 来实现。得到的加速电子通过逆瞬时散射在 both 宇宙微波背景 (CMB) 和星际辐射场 (ISRF) 上产生 UHE γ\gamma-射线。我们的模型能够再现该系统的关键观测特征,包括直至十几 PeV 能量的粒子加速,以及由 LHAASO 测量的 TeV-PeV γ\gamma-射线 光谱和硬光谱指数。尽管如此,仍有若干方面未解决,突显了需要更深入的观测覆盖和进一步理论细化的必要性。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.02574,
  title  = {Modeling Particle Acceleration and MWL Emission of a PeVatron Microquasar V4641 Sgr},
  author = {Anton Dmytriiev and Frans van der Merwe and Markus Böttcher},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.02574},
  year   = {2025}
}

备注

8 pages, 1 figure. High Energy Astrophysics in Southern Africa (HEASA 2025), 16-20 September 2025