星系际介质中的粒子能量级联
宇宙学与河外天体物理
2011-11-10 v2 高能天体物理现象
摘要
我们研究了注入星系际介质（IGM）的初级电子（能量E_in < 1TeV）产生的高能级联的发展过程。为此，我们开发了新代码MEDEA（蒙特卡洛能量沉积分析），该代码包含了轫致辐射和逆康普顿（IC）过程，以及H/He碰撞电离和激发，以及电子-电子碰撞。级联能量在加热、激发和电离之间的分配主要取决于IGM的电离分数x_e，但也由于与CMB光子的IC作用而依赖于红移z。虽然轫致辐射在大多数条件下不重要，但在能量E_in > 1MeV时，IC过程变得占主导地位。在注入能量E_in < 100MeV时，IC的主要效应是显著提高了转化为低能光子（hν < 10.2eV）的能量比例，这些光子不再与IGM进一步相互作用。对于能量E_in > 1GeV，CMB光子优先被上散射到X射线波段（hν > 10^4eV），并可以自由传播到观测者。我们给出了作为红移、E_in和电离分数函数的分数能量沉积的完整表格。我们的结果可用于许多天体物理学背景，其中一个明显的应用与高红移宇宙中衰变/湮灭暗物质候选体的研究相关。
引用
@article{arxiv.0911.1125,
title = {Particle energy cascade in the Intergalactic Medium},
author = {Marcos Valdes and Carmelo Evoli and Andrea Ferrara},
journal= {arXiv preprint arXiv:0911.1125},
year = {2011}
}
备注
16 pages, 6 figures, 21 tables