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最高能 HAWC 源可能为轻子起源且由脉冲星供能

高能天体物理现象 2021-10-01 v2 星系天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

HAWC 合作组已观测到来自 9 个源的 56 TeV 以上伽马射线。有观点认为该辐射可能为强子性质,要求这些系统将宇宙线质子或原子核加速至 PeV 量级能量。本文中,我们转而表明这些源的光谱支持其辐射为轻子(逆康普顿)起源。更具体地,这些源的伽马射线辐射可顺理成章地纳入如下模型:其中宿主脉冲星自转能损功率的 O(10%)\sim \mathcal{O}(10\%) 转化为电子与正电子的加速,其幂律谱延伸至数百 TeV 或更高。这些源中观测到的光谱拐折可在该简单模型框架内自然解释,并出现在能量损失时标与脉冲星年龄相匹配之处。相反,强子情形无法顺理成章地容纳此光谱特征。此外,强子模型预言这些源在 GeV 能段应产生比观测更强的辐射。鉴于上述考虑,我们得出结论:HAWC 最高能源应被解释为 TeV 晕或脉冲星风星云,其通过逆康普顿散射产生辐射,并由宿主脉冲星的自转动能供能。

关键词

引用

@article{arxiv.2101.11026,
  title  = {The Highest Energy HAWC Sources are Likely Leptonic and Powered by Pulsars},
  author = {Takahiro Sudoh and Tim Linden and Dan Hooper},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11026},
  year   = {2021}
}

备注

Main text 17 pages, 6 figures. Matches published version