M82 中的星风、团块与相互作用宇宙线

我们构建了一系列模型来描述星暴星系 M82 中高能粒子的演化，并将其与观测结果进行比较，以检验量热计假设，即所有宇宙线能量都在星暴区域辐射出去。假设宇宙线加速效率恒定并采用银河系参数，我们计算了作为能量函数的宇宙线质子以及原初和次级电子/正电子种群。宇宙线以银河系能量分布和电子 - 质子比通过 II 型超新星注入，注入率为观测到的 0.07/年。根据宇宙线能谱，我们预测了射电同步辐射和\gamma 射线能谱。为了更准确地模拟射电能谱，我们在 M82 的星暴区域引入了多相星际介质。我们的模型星际介质高度破碎，包含致密的分子云和致密的光电离气体，两者都嵌入在整体压力平衡的热低密度介质中。将该单区模型预测的能谱与 M82 观测到的射电和\gamma 射线能谱进行了比较。利用射电和\gamma 射线观测数据以及一系列模型预测进行卡方检验，以找到最佳拟合参数。最佳拟合模型对 M82 星暴区的关键参数给出了约束，包括约 250 \mu G 的磁场强度和 300-700 km/s 范围内的星风平流速度。我们发现 M82 是一个良好的电子量热计，但不是理想的宇宙线质子量热计，并讨论了我们结果对星暴星系远红外 - 射电相关天体物理学的意义。