Geminga 脉冲星周围星际介质中超扩散模型的检验

Geminga 脉冲星周围的 TeV $\gamma$ 射线晕是银河系局部区域宇宙线（CR）传播的重要指示，因为它揭示了从脉冲星逃逸的电子与正电子的空间分布。考虑到星际介质（ISM）中复杂的磁场，有人提出超扩散模型比常用的正常扩散模型更能真实描述 CR 传播。在本工作中，我们通过拟合 HAWC 测量的 Geminga 晕面亮度轮廓，检验 Geminga 脉冲星周围 ISM 中的超扩散模型。我们的结果显示，随着 $\alpha$ 从 2 减小到 1，卡方统计量单调增加，其中 $\alpha$ 为描述 ISM 分形程度的超扩散特征指数，且 $\alpha=2$ 对应正常扩散模型。我们发现 $\alpha<1.32$（或 $<1.4$，取决于拟合所用数据）的模型在 95\% 置信水平下不被支持。$\alpha$ 接近 2 的超扩散模型能很好解释 Geminga 晕的形态，但其预测地球处的正电子通量远高于正常扩散模型。这对 CR 正电子超出的解释具有重要含义。