原型 X 射线双星 GX 339-4：利用 TeV γ 射线评估低质量 X 射线双星作为银河系宇宙线加速器

自一个多世纪前宇宙线 (CRs) 被发现以来，其起源仍是一个未解之谜。能量达膝区 ($10^{15}$ eV) 的银河系宇宙线被认为起源于超新星遗迹，但近来由于在诸多情形下缺乏 TeV $\gamma$ 射线对应体，该图景受到质疑。另一方面，河外宇宙线被认为与星系中心超大质量吸积黑洞所驱动相对论性喷流中的加速粒子相关。此类喷流的缩小版本已在宿主恒星级黑洞的 X 射线双星 (BHXBs) 中被探测到。本工作中，我们探究低质量黑洞 X 射线双星在暂现爆发中的较小尺度喷流成为银河系宇宙线源的可能性。为更好检验该图景，我们以“典型”低质量黑洞 X 射线双星 GX 339-4 为基准，建模此类源的整个电磁谱，重点关注潜在的 TeV 能段。综合考虑轻子辐射过程与由非弹性强子相互作用中中性 π 介子衰变产生的 $\gamma$ 射线，我们以低频辐射为约束预言了 GX 339-4 的 GeV 与 TeV $\gamma$ 射线能谱。基于 GX 339-4 这一测试用例，我们探究其他邻近低质量黑洞 X 射线双星能否被下一代甚高能 $\gamma$ 射线设施切伦科夫望远镜阵列探测到，从而确立它们为银河系中额外且数量众多的潜在宇宙线源。