A GeV-TeV particle component and the barrier of cosmic-ray sea in the Central Molecular Zone.
A GeV-TeV particle component and the barrier of cosmic-ray sea in the Central Molecular Zone.
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GeV-TeV粒子成分与中心分子带宇宙线海势垒
DOI：
10.1038/s41467-021-26436-z
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发表时间：
2021-11-09
影响因子：
16.6
通讯作者：
Fan YZ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Huang X;Yuan Q;Fan YZ
宇宙线是研究极端天体物理环境中高能和超高能粒子加速等基本物理问题的重要手段。银河系中心被广泛认为是一个重要的宇宙射线源，一些成像大气切伦科夫望远镜的观测确实成功地揭示了银河系中心附近的TeV-PeV宇宙射线的成分。利用费米大面积望远镜的γ射线观测，在分子中心区发现了GeV-TeV宇宙线，其光谱和空间梯度与成像大气切伦科夫望远镜的测量结果一致，但相应的宇宙线能量密度远低于所谓的宇宙线海分量，这表明在银河系中心存在一个高能粒子加速器，并且存在一个屏障，可以有效地抑制粒子从宇宙射线海穿透到中心分子区。
Cosmic rays are important probe of a number of fundamental physical problems such as the acceleration of high and very high energy particles in extreme astrophysical environments. The Galactic center is widely anticipated to be an important cosmic-ray source and the observations of some Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes did successfully reveal a component of TeV-PeV cosmic rays in the vicinity of the Galactic center. Here we report the identification of GeV-TeV cosmic rays in the central molecular zone with theγ-ray observations of the Fermi Large Area Telescope, whose spectrum and spatial gradient are consistent with that measured by the Imaging Atmospheric Cherenkov Telescopes but the corresponding cosmic-ray energy density is substantially lower than the so-called cosmic-ray sea component, suggesting the presence of a high energy particle accelerator at the Galactic center and the existence of a barrier that can effectively suppress the penetration of the particles from the cosmic-ray sea to the central molecular zone.
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