超新星遗迹W44中加速质子的中性π介子发射
高能天体物理现象
2015-06-03 v1
摘要
我们展示了AGILE卫星在50 MeV至10 GeV能量范围内对超新星遗迹(SNR) W44的伽马射线观测结果，W44是研究宇宙射线产生最有趣的系统之一。W44是一中等年龄的SNR（20,000年），其抛射物在致密介质中膨胀，这表现为突出的射电壳层、附近的分子云以及明亮的[SII]发射区。我们将伽马射线分析扩展到远低于先前测量的能量，先前测量无法明确确立该辐射的性质。我们发现伽马射线发射与SNR内部激波等离子体的位置和形状吻合得非常好。此外，伽马射线能谱在接近1 GeV处显示出显著峰，并在低于几百MeV的能量处出现明显下降，这与中性π介子衰变的预期一致。在此我们证明：(1)强子主导模型与从射电、光学、X射线和伽马射线观测推导出的所有W44多波长约束相一致；(2)特定的轻子主导模型无法同时解释约束良好的伽马射线和射电谱，并且要求星周密度远大于观测推导出的值；(3)强子能谱可由幂律（指数为s = 3.0 \pm 0.1）和在Ec = 6 \pm 1 GeV处的低能截断很好地描述。由此首次在SNR中确立了π介子发射的直接证据。
引用
@article{arxiv.1111.4868,
title = {Neutral pion emission from accelerated protons in the supernova remnant W44},
author = {A. Giuliani and M. Cardillo and M. Tavani and Y. Fukui and S. Yoshiike and K. Torii and G. Dubner and G. Castelletti and G. Barbiellini and A. Bulgarelli and P. Caraveo and E. Costa and P. W. Cattaneo and A. Chen and T. Contessi and E. Del Monte and I. Donnarumma and Y. Evangelista and M. Feroci and F. Gianotti and F. Lazzarotto and F. Lucarelli and F. Longo and M. Marisaldi and S. Mereghetti and L. Pacciani and A. Pellizzoni and G. Piano and P. Picozza and C. Pittori and G. Pucella and M. Rapisarda and A. Rappoldi and S. Sabatini and P. Soffitta and E. Striani and M. Trifoglio and A. Trois and S. Vercellone and F. Verrecchia and V. Vittorini and S. Colafrancesco and P. Giommi and G. Bignami},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.4868},
year = {2015}
}
备注
accepted for publication on ApJL