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毫秒脉冲星对上升正电子分数的贡献

高能天体物理现象 2015-08-20 v1

摘要

来自毫秒脉冲星的粒子对级联可能是银河系电子与正电子的主要来源,这些电子与正电子贡献了如 PAMELA 和 AMS-02 所观测到的 10 GeV 以上正电子通量的增加。Fermi 大面积望远镜极大地增加了探测到的伽马射线毫秒脉冲星的数量。此外,光变曲线建模支持毫秒脉冲星磁层中存在丰富的粒子对产生,因此来自脉冲星的初级宇宙线正电子模型应包含大量毫秒脉冲星的贡献及其每个源可能更高的正电子产出。我们利用种群合成代码预测当今毫秒脉冲星的源性质,以此模拟银河系毫秒脉冲星对地球宇宙线电子/正电子通量的贡献。我们假设偏置偶极磁场来模拟粒子对能谱,该磁场可提升粒子对产生率。我们还考虑了在黑寡妇和红背双星系统的强星内激波中被额外加速至极高能量的正电子与电子。我们使用模型计算这些粒子在银河系中的扩散及其遭受的辐射能量损失,将其传输至地球。我们的模型粒子通量在磁极冠具有非零偏移时增加。我们发现毫秒脉冲星磁层的粒子对级联在几十 GeV 附近对实测通量的贡献较为有限。黑寡妇和红背双星系统的通量在最高达几 TeV 范围内可达到观测通量的几十个百分点。未来的观测应能在此情形下约束源的性质。

关键词

引用

@article{arxiv.1508.04676,
  title  = {The millisecond pulsar contribution to the rising positron fraction},
  author = {Christo Venter and Andreas Kopp and Alice K Harding and Peter L Gonthier and Ingo Buesching},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1508.04676},
  year   = {2015}
}

备注

8 pages, 2 figures, presented at the 34th ICRC, the Hague, the Netherlands