Diffuse Cosmic Rays Shining in the Galactic Center: A Novel Interpretation of HESS and Fermi-LAT γ-Ray Data

被引:58
作者
Gaggero, D. [1 ]
Grasso, D. [2 ,3 ]
Marinelli, A. [2 ,3 ]
Taoso, M. [4 ]
Urbano, A. [5 ]
机构
[1] Univ Amsterdam, GRAPPA, Sci Pk 904, NL-1098 XH Amsterdam, Netherlands
[2] INFN Pisa, Largo B Pontecorvo 3, I-56127 Pisa, Italy
[3] Univ Pisa, Largo B Pontecorvo 3, I-56127 Pisa, Italy
[4] UAM CSIC, Inst Fis Teor IFT, Madrid 28049, Spain
[5] CERN, Theoret Phys Dept, CH-1211 Geneva, Switzerland
关键词
LARGE-AREA TELESCOPE; SPATIAL-DISTRIBUTION; CENTER REGION; EMISSION; SPECTRA; MILAGRO; GALAXY;
D O I
10.1103/PhysRevLett.119.031101
中图分类号
O4 [物理学];
学科分类号
0702 ;
摘要
We present a novel interpretation of the gamma-ray diffuse emission measured by Fermi-LAT and H.E.S.S. in the Galactic center (GC) region and the Galactic ridge (GR). In the first part we perform a data-driven analysis based on PASS8 Fermi-LAT data: We extend down to a few GeV the spectra measured by H.E.S.S. and infer the primary cosmic-ray (CR) radial distribution between 0.1 and 3 TeV. In the second part we adopt a CR transport model based on a position-dependent diffusion coefficient. Such behavior reproduces the radial dependence of the CR spectral index recently inferred from the Fermi-LAT observations. We find that the bulk of the GR emission can be naturally explained by the interaction of the diffuse steady-state Galactic CR sea with the gas present in the central molecular zone. Although we confirm the presence of a residual radial-dependent emission associated with a central source, the relevance of the large-scale diffuse component prevents to claim a solid evidence of GC pevatrons.
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