不规则超新星产生的正电子导致的银河系511 keV辐射起源

自20世纪70年代以来，已从银河系探测到由电子-正电子湮灭产生的511 keV谱线伽马射线发射。利用INTEGRAL卫星进行的空间分辨观测显示，其全天分布强烈集中在银河系核球，来自盘面的贡献较小，这与任何其他波段的情况不同。正电子的这种令人费解的分布引发了各种解释，包括核坍缩超新星和Ia型热核超新星中的恒星核合成、吸积致密天体，以及更“奇特”的暗物质粒子湮灭解释。然而，这些模型在重现银河系总511 keV流量及其以核球为中心的独特分布方面遇到困难。白矮星上的热核氦爆燃超新星理论模型被认为是正电子的潜在额外来源，对银河系伽马射线发射有贡献。在此，我们表明最近发现的一类微弱的富钙Ib型超新星（原型为SN 2005E），被认为源于此类爆炸，也称为“.Ia”超新星，可以同时解释511 keV流量及其分布，并消除了对非天体物理源（例如暗物质湮灭）的需求。这类超新星仅占所有超新星的约2%，但目前它们通过$^{44}$Ti衰变向星际介质注入的正电子数量是核坍缩超新星的数百倍，足以重现银河系总511 keV谱线发射。它们仅在年老环境中爆发，因此其对511 keV发射的贡献遵循以核球为主的年老（>10 Gyr）银河系恒星族，从而重现了观测到的大核球-盘面比。