通过宽带高能谱揭示仙后座 A 中的粒子加速
高能天体物理现象
2026-03-30 v1
摘要
最近，银河系中最年轻且研究最充分的超新星遗迹（SNR）之一——仙后座 A（Cas A）的 GeV 至亚 PeV 能谱，通过 Fermi-LAT 和 LHAASO 的观测得到了更新。我们使用先前的壳层加喷流不对称模型重新审视 Cas A，并研究其粒子加速能力。宽带拟合结果表明，双峰伽马射线谱可很好地归因于 SNR 壳层内的质子-质子（PP）碰撞和逆康普顿散射，而速度约为 0.1c 的喷流成分的同步辐射发射可以解释高达 220 keV 的硬 X 射线辐射。此外，喷流中的 PP 碰撞可以产生亚 PeV 辐射，但受 LHAASO-KM2A 限制，在 100 TeV 处的流量低于约 1×10⁻¹⁴ erg/(cm²·s)。Cas A 喷流中加速质子的能量可达 5×10⁴⁷ erg，假设 PeV 宇宙线分布在银河系中是团状的，且团块尺寸与银河系盘面厚度相当，可推导出与观测一致的 1 PeV 处质子流量，这意味着类似 Cas A 的 SNR 在银河系中仍可以是 PeVatron。LHAASO 和未来望远镜更精确地探测或约束 Cas A 在 100 TeV 以上的能谱是令人鼓舞的。
引用
@article{arxiv.2603.26326,
title = {Particle Acceleration in Cassiopeia A Revealed by Broadband High-Energy Spectrum},
author = {Bo-Tao Li and Wei Wang and Zhuo Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.26326},
year = {2026}
}
备注
11 pages, 6 figures, PRD in press