猎户-波江超泡的宇宙线含量
高能天体物理现象
2020-03-18 v1
摘要
邻近的猎户-波江超泡由数百万年前多次超新星爆发吹出,很可能产生了宇宙线。其仍受大质量恒星供能的湍流介质可在局部影响宇宙线输运。宇宙线与星际气体相互作用产生的伽马射线被用于比较该超泡与太阳附近其他区域的 GeV 至 TeV 宇宙线能谱。我们利用费米-LAT 十年 0.25–63 GeV 能段数据研究该超泡较近(波江)的一端。我们模拟了此方向上云团不同气体相中产生伽马射线的空间与能谱分布。我们发现超泡外缘及内部壳层中气体的伽马射线辐射能谱与太阳邻域测得的平均能谱一致。该结果要求对超泡中近期超新星爆发率与大质量恒星风普查进行详细评估,以估算宇宙线产生的时期与速率,并约束可导致如此均匀性与极少再加速的输运条件。我们还发现显著证据表明,位于超泡外、距银道面下方 200–250 pc 高度处的一团弥漫云所受宇宙线通量低 34%,但其粒子能谱分布与本地相同。Super-GeV 宇宙线应可自由穿过此类弥漫原子云而无显著损失或能谱畸变。我们初步提出,宇宙线损失与穿过卷云的磁场线取向有关,据尘埃偏振数据其指向银晕。我们汇集了太阳附近的过去与当前辐射测量,以展示本地宇宙线通量随银道面高度如何衰减,并将此趋势与模型预言进行比较。
引用
@article{arxiv.2001.10139,
title = {The cosmic-ray content of the Orion-Eridanus superbubble},
author = {T. Joubaud and I. A. Grenier and J. -M. Casandjian and T. Tolksdorf and R. Schlickeiser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.10139},
year = {2020}
}
备注
20 pages, 17 figures, accepted for publication in Astronomy & Astrophysics