利用费米望远镜对大麦哲伦云的观测

背景：大麦哲伦云(LMC)是迄今为止唯一在甚高能伽马射线波段被探测到的正常外星系。甚高能伽马射线追踪粒子加速过程，伽马射线观测有助于研究加速的性质和场所。目的：我们通过分析伽马射线观测来表征LMC中宇宙射线的分布和源。方法：我们分析了利用费米伽马射线空间望远镜上的大面积望远镜获得的11个月连续巡天观测数据，并将其与星际介质的示踪物以及LMC中伽马射线源的模型进行比较。结果：LMC以33σ的显著性被探测到。LMC的>100 MeV积分光子通量为(2.6 +/- 0.2) * 10^-7 ph/cm2/s，对应的能量通量为(1.6 +/- 0.1) * 10^-10 erg/cm2/s，另有约16%的系统不确定性。分析揭示了LMC中的大质量恒星形成区剑鱼座30(30 Doradus)是一个明亮的伽马射线发射源，此外在星系北部也发现了较暗的发射区域。LMC的伽马射线发射与气体密度的相关性很弱，反而与大质量恒星形成区的示踪物相关。伽马射线发射紧密局限于恒星形成区，这表明GeV宇宙射线质子扩散长度相对较短。结论：宇宙射线密度与大质量恒星示踪物之间的紧密相关性支持了宇宙射线在大质量恒星形成区中被加速的观点，这是由大质量恒星的星风和超新星爆发向星际介质注入大量动能所致。