超新星遗迹 W44：宇宙线加速的确认与挑战
高能天体物理现象
2014-05-14 v2
摘要
中年超新星遗迹（SNR）W44 最近因其与银河宇宙线起源的相关性而受到关注。伽马射线任务 AGILE 和 Fermi 首次为 SNR 确立了可归因于中性 π 介子发射的 200 MeV 以下谱连续谱。确认 100 MeV 附近伽马射线发射的强子起源至关重要。我们的论文侧重于对 W44 中粒子加速的所有可用数据和模型进行全局重新评估，目的是在坚实基础上确定强子和轻子对整个谱的贡献。我们还展示了 W44 的新伽马射线和 CO NANTEN2 数据，并将其与最近发表的 AGILE 和 Fermi 数据进行比较。我们的分析强化了先前对 W44 复杂环境的研究和观测，并为更详细的建模提供了新信息。特别地，我们确定发射 100 MeV - 10 GeV 伽马射线的区域的平均气体密度较高（n = 250 - 300 cm^{-3}）。W44 伽马射线谱的强子解释是可行的，并得到有力证据支持。它意味着 SNR 周围平均磁场较大（B > 10^2 μG），这是激波驱动湍流导致磁场放大的标志。我们的新分析确定质子能量分布函数的谱指数在低能时为 p1 = 2.2 ± 0.1，在高能时为 p2 = 3.2 ± 0.1。我们批判性地讨论了同时考虑射电和伽马射线数据的强子模型与纯轻子发射模型。我们发现，射电和伽马射线数据的组合不支持轻子模型。在坚实基础上确定了伽马射线发射的强子本质后，仍有许多理论挑战有待解决。
引用
@article{arxiv.1403.1250,
title = {The Supernova Remnant W44: confirmations and challenges for cosmic-ray acceleration},
author = {M. Cardillo and M. Tavani and A. Giuliani and S. Yoshiike and H. Sano and T. Fukuda and Y. Fukui and G. Castelletti and G. Dubner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.1250},
year = {2014}
}
备注
13 pages, 11 figures, accepted by A&A