费米气泡的来源与辐射

来自Fermi-LAT数据的银河中心区域发现了两个神秘的伽马射线特征，称为费米气泡（FBs）。能量释放（例如通过银河中心的力学湮灭事件）会生成一个带冲击波的气泡，向当地的银河星际 halo的周围扩张。大约十年前，提出了将FBs建模为银河中心超大质量黑洞周围常规恒星湮灭所导致的现象，这可能会为大规模结构（如FBs）提供足够的能量。2020年，针对银河中心附近常规湮灭恒星的FBs的分析和数值模型被开发出来，这些模型可以为形成和维持像FBs这样的大尺度结构提供足够的累积能量。湮灭事件预计每百万年发生十到百次，为银河中心释放能量到星际 halo的平均功率为3×10^41 erg/s，这是支撑FBs所需的能量。对指数分层盘中超气泡演化的分析得出，FBs包裹层在后期阶段将因雷利-泰勒（RT）不稳定性而被破坏。该壳由气泡扫过的气体组成，其厚度远小于包裹层的大小。我们假设FBs包裹层中的流体湍流由RT不稳定性激发。在这种情况下，湍流的普适能谱可能在波数变化的滞后范围内发展（Kolmogorov-Obukhov谱）。从我们的模型中，我们认为FBs的能量部分转化为包裹层中流体湍流的能量。如果是这样，流体湍流可能产生MHD波动，这些波动加速宇宙射线并在FBs中产生伽马射线和射电辐射。我们希望该模型能够解释气泡中观察到的非热辐射。