恒星形成星系的伽马射线/红外光度相关性
高能天体物理现象
2020-09-23 v1 星系天体物理
摘要
背景。近十年来,Fermi 天文台已在伽马射线中探测到近十二个恒星形成星系。该样本的一个显著特性是,在假设恒星形成率由星系红外光度良好示踪的前提下,伽马射线光度与恒星形成率之间呈准线性关系。该关系的非线性尚未得到充分解释。目的。我们旨在确定使用红外光度作为恒星形成率代理所引入的偏差,并阐明后者与伽马射线光度之间更基本的关系。我们期望量化并解释该关系中观察到的一些趋势。方法。我们从文献中汇编了所有已知伽马射线发射恒星形成星系的一组近乎同质的距离、紫外、光学、红外和伽马射线流量数据。由这些数据我们计算红外与伽马射线光度以及恒星形成率。我们确定了后两者间的最佳拟合关系,并使用简单的、面向种群的宇宙线输运与冷却模型描述该趋势。结果。我们发现,由红外光度得到的伽马射线光度–恒星形成率关系存在偏向较浅斜率的偏差。实际关系比先前的估计更陡,其幂律指数为 1.35 ± 0.05,而先前为 1.23 ± 0.06。结论。无偏的伽马射线光度–恒星形成率关系可在高恒星形成率下通过假设宇宙线冷却区大小为千秒差距尺度且受温和至快速星风弥漫来解释。结合先前关于星风速度与恒星形成率标度关系的结果,我们的工作支持对流是低恒星形成率星系中宇宙线主导逃逸机制的观点。
引用
@article{arxiv.2007.07430,
title = {The gamma-ray / infrared luminosity correlation of star-forming galaxies},
author = {P. Kornecki and L. J. Pellizza and S. del Palacio and A. L. Müller and J. F. Albacete-Colombo and G. E. Romero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.07430},
year = {2020}
}