分子云结构的宇宙射线传输的多波段探测

我们探讨了如何使用多波段观测来探测分子云及其次结构中的宇宙射线 (CR) 传输。关于 CR 在致密分子结构中的渗透和耦合的详细微物理学尚未确定。自生成的湍流可产生散射和扩散传输，而离子-中性湍流在冷、致密气体中可促进球形 CR 传播。我们构建了一个关于磁化分子云中 CR 传输和相互作用的自洽框架，考虑三种限制性传播情景：球形传输、扩散传输以及具有扩散包络和准球形核心的混合配置。通过对 pions 衰变 $\gamma$ 射线辐射、CR 驱动的电子合成率轮廓以及硬 X 射线带中的电子同步辐射进行前馈建模，我们将 GeV 衰减和传输特征连接到独立诊断的次生产物和 CR 渗透。作为示例，我们将该框架应用于 Taurus 分子云复合体和选定的嵌入式团块。我们显示，CR 散射在团块尺度上可能显著增强，推导出的 CR 扩散系数在 GeV 能量处低于规范星际介质 (ISM) 值。在此解释下，CR 与 ISM 中的致密气体更紧密耦合，扩散包络可提升 CR 遇到的有效气体柱密度。这会增加云中 hadronic 相互作用率。相反，次生 CR 电子注入也增加，CR 电子合成率在更高密度处提升。我们表明，还会产生硬 X 射线同步辐射成分，这可能在近期新设施中被检测到。最后，我们讨论了未来 $\gamma$ 射线、X 射线和电子合成约束将如何为 CR 在分子云环境中的传输理论提供坚实的检验。