Raios gama do buraco negro coronae: desembaraçando as contribuições leptônicas e hadrônicas

As detecções IceCube de neutrinos TeV de galáxias Seyfert próximas implicam, se confirmadas, que os raios gama que os acompanham são substancialmente reprocessados ​​até a faixa MeV por cascatas eletromagnéticas, o que coloca multi-mensageiros. No entanto, os raios gama também podem ser produzidos pelos elétrons não térmicos primários da coroa de raios X, como mostraram recentes simulações cinéticas radiativas de turbulência magnetizada.

Para desembaraçar as contribuições leptônicas e hadrônicas, combinamos de forma autoconsistente os resultados dessas simulações com previsões para cascatas eletromagnéticas induzidas hadronicamente. Focando em NGC 4151, descobrimos que o canal leptônico domina a banda MeV e permanece comparável à cascata hadrônica até $\lesssim$0, 1 GeV, quando a cauda não térmica do elétron carrega $\gtrsim5\%$ da energia do elétron.

A contribuição leptônica pode ser detectável em raios gama suaves pela próxima missão Compton Spectrometer and Imager (COSI), enquanto nosso componente hadrônico previsto cai abaixo de sua sensibilidade. Descobrimos também que a mesma população de elétrons não térmicos pode ser responsável tanto pelo excesso de $ 0, 1-1 $ MeV do fundo cósmico de raios X, geralmente atribuído a AGNs, quanto pela cauda MeV de Cygnus ~ X-1 no estado duro, dando suporte observacional ao nosso modelo.

Nossos resultados oferecem uma visão refinada dos sinais multi-mensageiros das coroas dos buracos negros, com base em sua física cinética não-térmica.

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