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超新星遗迹强子 GeV-TeV 伽马射线伴随的次级电子辐射

高能天体物理现象 2022-07-13 v2

摘要

超新星遗迹(SNR)激波中强子相互作用产生的次级电子与正电子(SEPs)的同步辐射,可能是 SNR 激波中产生宇宙线(CR)的明确证据。本文给出一种方法,直接利用 SNR 中由介子衰变产生的观测伽马射线通量推导 SEP 分布,进而得到同步辐射能谱。我们将该方法应用于三个伽马射线明亮的 SNR。在年轻 SNR RX J1713.7-3946 中,若观测到的 GeV-TeV 伽马射线为强子起源且 SNR 激波中的磁场为 B0.5B\gtrsim 0.5mG,则 SEPs 可能在 10510210^{-5}-10^{-2}eV 产生一个谱隆起,超过轻子模型预言的同步辐射分量,并在 100\gtrsim 100keV 产生一个软谱尾,不同于轻子模型中的硬谱斜率。在中年 SNR IC443 和 W44 中,若观测伽马射线为强子起源,则具有 B400500μB\sim 400 - 500 \muG 的 SEP 同步辐射能很好地解释观测射电通量与谱斜率,支持伽马射线的强子起源。我们鼓励未来的微波至远红外以及硬 X 射线(>100keV)观测,以约束 SNR 中的 SEP 辐射与伽马射线起源。

关键词

引用

@article{arxiv.1807.11239,
  title  = {Secondary-electron radiation accompanying hadronic GeV-TeV gamma-rays from supernova remnants},
  author = {Yan Huang and Zhuo Li and Wei Wang and Xiaohong Zhao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1807.11239},
  year   = {2022}
}

备注

9 pages, 5 figures and 1 table, MNRAS accepted