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通过 MeV 观测探测类鲨鱼喷流的低能粒子组成

高能天体物理现象 2025-02-05 v2

摘要

许多由费米探测器实际观测到的类鲨鱼天体,其时间平均的伽马射线辐射峰位于约为 GeV 费米能量范围之外,位于约为 MeV 能量处。围绕约为 MeV 峰的辐射谱的详细形状对类鲨鱼喷流中的加速机制和辐射机制具有重要约束,可能并非仅通过外推观测到的 X 射线和 GeV 伽马射线谱即可得到的简单分段幂律。在特别是,经济济的粒子加速冲击波模拟显示,相当大比例(可能最高可达约 90%)的可用能量可能转化为喷流穿过冲击波的_bulk、准热力学加热,而非产生非热力学幂律尾。其他较为温和但可能更普遍的加速机制,例如喷流边界处的剪切加速,可能导致低能(γ ≲ 10^2)电子/正电子 Population 在喷流中进一步积累。正如已在伽马射线暴的情况下所讨论的,喷流粒子能谱中存在类似 Maxwellian 类似“凸起”会显著影响辐射谱,例如在类鲨鱼 GeV-TeV 谱的幂律外推预期辐射之上产生多余。我们探讨了热、准热力学电子 Population 在弯曲谱射星系质子(FSRQ)高能辐射中可被检测的潜在性。我们表明,对于典型的 FSRQ 物理参数,预期的光谱特征位于约为 MeV 能量处。对于最亮的费米 FSRQ 来源,此类组成的存在将受到即将到来的 MeV Compton 谱仪和成像仪(COSI)卫星的约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.09089,
  title  = {Probing the low-energy particle content of blazar jets through MeV observations},
  author = {F. Tavecchio and L. Nava and A. Sciaccaluga and P. Coppi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.09089},
  year   = {2025}
}

备注

5 pages, 2 figures, accepted for publication in A&A Letters