星际风暴对额外星系伽马射线背景的贡献
天体物理学
2008-11-26 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
在星际介质平均密度的 starburst 星系中，宇宙射线质子通过与环境原子发生不可压缩碰撞快速失去能量。产生的中子衍生出次级电子、正电子、高能中微子以及伽马射线光子。我们估算了 starburst 星系的累计伽马射线辐射。我们发现，100 MeV 以上总积分背景为 F_gamma ~ 10^{-6} GeV/cm^2/s/sr，对应 GeV 能量处的比特强度为 nuI_nu ~ 10^{-7} GeV/cm^2/s/sr。starburst 因此可能解释额外星系伽马射线背景的显著部分。我们指出，FIR-射电相关性为 starburst 星系的伽马射线辐射提供了强约束，因为中子衍生出伽马射线和射电发射的电子/正电子对。我们识别了几个最有望观测伽马射线发射的近距离系统（M82、NGC 253 和 IC 342），预测其 fluxes，并预测最致密 starburst 的 FIR-伽马射线线性相关性。如果确立，FIR-伽马射线相关性将为 FIR-射电相关性的“热盒”理论提供有力证据，并暗示宇宙射线在 starburst 星系中以大约星际介质平均密度与气体相互作用，从而为 starburst 中 ISM 物理提供重要约束。
引用
@article{arxiv.astro-ph/0606665,
title = {The Starburst Contribution to the Extra-Galactic Gamma-Ray Background},
author = {Todd A. Thompson and Eliot Quataert and Eli Waxman},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0606665},
year = {2008}
}
备注
text revised and updated in response to referee's comments, 7 pages, 1 table, 1 figure, emulateapj