来自银河系中心区域的核相互作用伽马射线谱线

目的。恒星被吸积到银河系中心超大质量黑洞的过程预计会在银河系中心区域产生大量亚相对论离子。我们分析了这些高能粒子与周围介质发生核相互作用所产生的退激伽马射线谱线的强度、形状和空间分布。方法。我们首先估计了恒星瓦解过程中从中心黑洞释放的粒子数量及其平均动能。然后，我们通过动力学方程计算了这些粒子在银河系中心区域的能量和空间分布。接着，利用这些粒子分布推导了主要核相互作用伽马射线谱线的特征。结果。由于恒星被超大质量黑洞捕获的时间周期预计短于抛射出的快粒子因库仑损失而存在的寿命，因此伽马射线发射被预测是稳态的。我们发现，核退激谱线应从一个最大角半径为5°的区域发射。计算得到8 MeV以下的总伽马射线谱线通量约为10^{-4}光子 cm^{-2} s^{-1}。最有可能被探测到的谱线是4.44 MeV和约6.2 MeV的谱线，每条谱线的预测通量约为10^{-5}光子 cm^{-2} s^{-1}。不幸的是，INTEGRAL天文台不太可能探测到这种辐射。但预测的谱线强度似乎在未来伽马射线空间仪器的探测能力范围内。未来对银河系中心区域退激伽马射线谱线的探测，将提供关于中心超大质量黑洞引发的高能过程以及发射区域物理条件的独特信息。