物归其位：利用 H2 追踪宇宙线注入
高能天体物理现象
2016-09-14 v1 星系天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
目前，所有关于弥漫银河系伽马射线发射的物理模型都假设宇宙线源的分布示踪了观测到的 OB 星、脉冲星或超新星遗迹种群。然而，由于富 H2 区域宿主了显著的恒星形成和众多超新星遗迹，观测到的 H2 气体形态也应提供一个物理上合理、高分辨率的宇宙线注入示踪物。我们评估了在弥漫银河系伽马射线发射模型中利用 H2 作为示踪物的影响。我们采用了最先进的 3D 粒子扩散与气体密度模型，以及基于全局 Schmidt 定律的恒星形成率物理模型。允许一部分比例 f_H2 的宇宙线源示踪观测到的 H2 密度，我们发现理论上合理的取值 f_H2 ~ 0.20 – 0.25（i）对弥漫银河系伽马射线天空提供了显著更好的全局拟合，并且（ii）高度抑制了来自银河系中心区域的剩余伽马射线发射。具体而言，在采用我们最佳全局拟合值 f_H2 ~ 0.20 – 0.25 的模型中，银河系中心伽马射线超出的能谱受到剧烈影响，且其形态变得与暗物质湮灭的预测不一致。
引用
@article{arxiv.1510.04698,
title = {Putting Things Back Where They Belong: Tracing Cosmic-Ray Injection with H2},
author = {Eric Carlson and Tim Linden and Stefano Profumo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.04698},
year = {2016}
}
备注
5 pages, 3 figures, submitted to PRL