АСТРОФИЗИКА И КОСМОЛОГИЯ
Ограничения на популяцию космических лучей в радиогало галактики M87 по данным гамма-наблюдений
Б. А. Низамовa,
М. С. Пширковbac a Государственный астрономический институт им. П. К.Штернберга, МГУ им. М. В. Ломоносова, 119234 Москва, Россия
b Институт ядерных исследований РАН, 117312 Москва, Россия
c Пущинская радиоастрономическая обсерватория Астрокосмический центр Физического института Академии Наук,
142290 Пущино, Россия
Аннотация:
В этой статье мы представляем результаты поиска протяженного высокоэнергетического излучения вокруг M87 – центральной галактики в скоплении Девы. Галактика M87 содержит очень тяжелую сверхмассивную черную дыру,
$M_{BH}>4\cdot10^{9}~M_{\odot}$, и в последние
$100$ млн. лет переживает период повышенной активности, что привело к образованию полостей, которые являются заметными радио- и рентгеновскими источниками. Мы провели поиск в данных Fermi-LAT за
$13$ лет в трех энергетических интервалах:
$0.1$–
$1$,
$1$–
$10$ и
$10$–
$100$ ГэВ. Ни в одном из интервалов не было обнаружено статистически значимого протяженного излучения, со слабым признаком сигнала (
${\sim}\,2.5\sigma$) в последнем интервале (
$10$–
$100$ ГэВ). Мы использовали гамма-наблюдения, чтобы установить пределы на популяцию космических лучей в радиопузырях, ограничив их долю
$X$ относительно тепловой энергии горячего газа. В зависимости от значения спектрального индекса, для электронов
$X_e<(0.1{-}0.2)$, протоны ограничены на уровне
$X_p<(0.2{-}0.5)$. Эти результаты подтверждают, что в смысле вклада в полную энергию космические лучи являются второстепенным компонентом радиопузырей, а основная доля энергии сосредоточена в горячем газе.
Поступила в редакцию: 20.12.2021
Исправленный вариант: 31.01.2022
Принята в печать: 31.01.2022
DOI:
10.31857/S1234567822050019