银河系中正电子湮灭产生的 511 keV 辐射
高能天体物理现象
2015-05-20 v1 星系天体物理
高能物理 - 唯象学
摘要
有史以来探测到的首个来自太阳系外的伽马射线谱线，是银河系中正电子湮灭产生的 511 keV 辐射。尽管经过了 30 年深入的理论与观测研究，正电子的主要来源至今尚未被确认。20 世纪 90 年代利用 OSSE/CGRO 的观测表明，该辐射强烈集中于银河系核球。21 世纪初，ESA 的 INTEGRAL 伽马射线天文台搭载的 SPI 仪器允许科学家测量整个银河系的该辐射，揭示出核球与盘面的光度比大于在任何其他波段观测到的比值。这一全天区绘图引发了许多新颖的解释，包括相当“奇异”的解释（例如暗物质湮灭）。然而，常规的天体物理源，如 Ia 型超新星、微类星体或 X 射线双星，仍然是银河系核球观测到的总 511 keV 辐射中很大一部分的合理候选源。对该课题的深入研究揭示了新的复杂性，因为正电子可能会从其产生位置传播很远，使得难以从观测到的 511 keV 辐射图推断潜在的源分布。然而，与对银河系宇宙射线高能（>GeV）粒子传播的相当充分了解相反，理解低能（~MeV）正电子在湍流、磁化星际介质中的传播，仍然是一项艰巨的挑战。我们综述了观测到的 511 keV 辐射的谱与成像性质，并批判性地讨论了银河系中的候选正电子源与正电子传播模型。
引用
@article{arxiv.1009.4620,
title = {The 511 keV emission from positron annihilation in the Galaxy},
author = {N. Prantzos and C. Boehm and A. M. Bykov and R. Diehl and K. Ferriere and N. Guessoum and P. Jean and J. Knoedlseder and A. Marcowith and I. V. Moskalenko and A. Strong and G. Weidenspointner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1009.4620},
year = {2015}
}
备注
62 pages, 35 figures. Review paper to appear in Reviews of Modern Physics