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年轻巨型恒星簇作为TeV级辐射体:来自H.E.S.S.和LHAASO的约束

高能天体物理现象 2026-05-11 v1

摘要

年轻巨型恒星簇(YMSCs)被提议为Galactic cosmic rays(CRs)高达PeV范围的主要来源。检测和研究E>100GeV能量范围的伽马射线为这一假设提供了论据。当前仪器仅检测了少数YMSCs。未来的观测站点预计会增加此类数量,提供更大的样本,改进我们对YMSCs在CR来源中的作用的把握。我们研究了被检测的TeV YMSCs及其属性,将YMSCs population的模拟与观测样本对比,以应对有关加速粒子谱、CR生产效率以及风力能量转化为湍流磁场比例等根本问题。我们采用蒙特卡洛方法模拟Galactic YMSCs population在伽马射线域中的情况,并将其与H.E.S.S.(HGPS)和首次LHAASO Catalogue中系统性星际平面调查的源目录对照。我们系统性地探索了模型参数空间,包括加速粒子斜率α\alpha、CR效率ηCR\eta_{\rm CR}、风力能量转化为湍流磁场的比例ηb\eta_{\rm b}以及扩散 regime。我们发现有5组可能的参数组合,使超过75%的实现与来自HGPS和LHAASO首个目录的联合数据一致。某些参数空间区域被强力排除,例如Bohm扩散。我们的模型成功复现了两个目录中观察到的YMSCs population。随着未来的系统性调查,例如Cherenkov Telescope Array Observatory(CTAO),这种方法将有助于打破参数退化,改进我们对Galaxy中YMSC冲击波中粒子加速的理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.07777,
  title  = {Young Massive Star Clusters as TeV Emitters: Constraints from H.E.S.S. and LHAASO},
  author = {Rowan Batzofin and Pierre Cristofari and Kathrin Egberts},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.07777},
  year   = {2026}
}

备注

Accepted for publication in A&A 07 May 2026