费米伽马射线天空在时空谱域的多分量成像
高能天体物理现象
2023-12-13 v2
摘要
我们基于费米大面积望远镜（LAT）数据，在 0.56-316 GeV 范围内对伽马射线天空进行两种独立的时空谱重建。两者均将天空亮度描述为包含弥漫发射与点源分量。第一种模型所需假设最少，并提供无模板的重建作为参考。它利用空间与谱相关性来区分不同分量。第二种模型为物理信息驱动的，进一步区分强子与轻子起源的弥漫发射。为此，我们假设参数化但空间变化的能谱以区分这些过程，并利用热银河系尘埃观测来指示强子相互作用的偏好位置。为考虑仪器效应，我们对望远镜在整个观测期间的点扩散、能量弥散与曝光进行了建模。该重建问题被表述为贝叶斯推断任务，并通过变分推断求解。我们展示了将伽马射线通量分解为弥漫与类点发射，以及将弥漫发射分解为多个物理动机分量的结果。弥漫分解提供了银河系轻子弥漫发射的空前视图。它以高保真度显示了费米气泡及其谱变化，以及其他展现强宇宙射线电子含量的区域，如内银河系厚盘与外流区。此外，我们报道了北外气泡中一条硬谱伽马射线弧，其与 eROSITA 合作组报道的 X 射线弧共位。我们所有的时空谱天空重建及其不确定性量化均公开可用。
引用
@article{arxiv.2204.09360,
title = {Multi-Component Imaging of the Fermi Gamma-ray Sky in the Spatio-spectral Domain},
author = {Lukas I. Platz and Jakob Knollmüller and Philipp Arras and Philipp Frank and Martin Reinecke and Dominik Jüstel and Torsten A. Enßlin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.09360},
year = {2023}
}
备注
Please see the journal version for a language-edited release of this manuscript (open-access): https://doi.org/10.1051/0004-6361/202243819