Введение
2 Галактические КЛ и диффузное излучение
2.1 Общие сведения о КЛ 19
2.2 Диффузия в межзвёздной среде
2.2.1 Транспортное уравнение 36
2.2.2 Диффузионное приближение 38
2.2.3 Конвекция 40
2.2.4 Стохастическое доускорение 41
2.2.5 Взаимодействие КЛ с межзвездной турбулентностью 43
2.2.6 Модификация спектра турбулентности в присутствии КЛ 45
2.2.7 Ранние модели диффузии КЛ 49
2.2.8 Явные диффузионные модели 51
2.3 Диффузное гамма-излучение 52
3 Модель ГАЛПРОП (GALPROP) 61
3.1 Общая характеристика проекта 61
3.1.1 История создания 61
3.1.2 Общее описание модели
3.2 Tранспортные уравнения 66
3.3 Численная схема 70
3.4 Ядерные реакции 75
3.5 K-захват, процессы отрыва и подхвата электронов 81
3.6 Неупругие сечения и вторичные частицы
3.6.1 Протонные и антипротонные сечения 83
3.6.2 Вторичные электроны и позитроны, рождение и распад нейтральных мезонов 96
3.6.3 Другие параметризации 101
3.7 Потери энергии 103
3.7.1 Нуклоны и ядра 103
3.7.2 Электроны 105
Межзвездная среда в Галактике 108
3.8.1 Распределение газа в Галактике 110
3.8.2 Межзвездное радиационное поле 113
3.8.3 Галактическое магнитное поле 116
Генерация синхротронного и гамма-излучения 117
3.9.1 Синхротронное излучение 117
3.9.2 Обратное Комптоновское рассеяние в анизотропном фотонном поле 118
3.9.3 Спектр тормозного излучения электронов в межзвездной среде 130
3.10 Карты Галактического диффузного излучения 134
3.10.1 Межзвёздный газ 135
3.10.2 Построение кольцевых распределений Hi и CO 141
3.10.3 Пакет GaRDiAn
3.11 Солнечная модуляция 146
3.12 Пользовательский интерфейс WebRun 153
4 Космические лучив Галактике 159
4.1 Низкие энергии 160
4.2 Миссия Voyager
4.2.1 Измерения в межзвёздной среде 173
4.2.2 Модельные расчёты 181
4.2.3 Значение результатов миссии Voyager 1 182
4.3 Высокие энергии 189
4.3.1 Локальные спектры протонов и гелия 189
4.3.2 Определение спектра протонов по наблюдениям гамма-излучения лимба Земной атмосферы 201
4.3.3 Интерпретация
4.4 Вторичные антипротоны 215
4.5 Электроны и позитроны
4.5.1 Позитронная фракция 224
4.5.2 Суммарный спектр лептонов 229
4.5.3 Интерпретация 235
4.6 Светимость и энергетический бюджет Галактики 243
4.6.1 Модели и результаты вычислений 244
4.6.2 Млечный Путь и другие нормальные галактики 250
4.6.3 Физика КЛ в нормальных галактиках 256
4.7 Байесовские методы 261
4.7.1 Статистические алгоритмы 263
4.7.2 Параметры модели и используемые данные 266
4.7.3 Функция правдоподобия 270
4.7.4 Результаты 271
5 Диффузное излучение 281
5.1 Эпоха до запуска Ферми 281
5.2 Гамма-телескоп Ферми 295
5.3 Анализ диффузного гамма-излучения
5.3.1 Подготовка данных Ферми 299
5.3.2 Описание моделей 300
5.3.3 Результаты 303
5.3.4 Обсуждение 321
5.4 Излучение центральной части Галактики 323
5.4.1 Модели диффузного излучения 324
5.4.2 Анализ центральной области 15 15 329
5.4.3 Остаточная эмиссия 335
5.5 Пузыри Ферми 344
5.5.1 Подготовка данных 344
5.5.2 Использование шаблонов GALPROP 345
5.5.3 Спектр Пузырей 352
5.5.4 Детальный анализ структуры Пузырей 355
5.6 Изотропное излучение 358
5.6.1 Отбор и анализ данных 360
5.6.2 Модели Галактического излучения 363
5.6.3 Спектр экстрагалактического излучения 365
5.7 Рождение пар на фоновых фотонах 367
5.7.1 Вычисления и результаты 368
6 Космические лучи в Солнечной системе 373
6.1 Обратное Комптоновское рассеяние фотонов солнечного излучения на электронах Галактических КЛ 374
6.1.1 Анизотропное Комптоновское рассеяние в гелиосфере 376
6.1.2 Результаты и обсуждение 379
6.2 Наблюдения двух компонент солнечного гамма-излучения телескопом Ферми 382
6.2.1 Анализ данных 382
6.2.2 Сравнение с модельными расчётами 383
Список литературы 3
