Recent results obtained with gamma-ray satellites have established supernova remnants as accelerators of GeV hadronic cosmic rays. In such processes, CRs accelerated in SNR shocks interact with particles from gas clouds in their surrounding. In particular, the rich medium in which core-collapse SNRs explode provides a large target density to boost hadronic gamma-rays. SNR G39.2-0.3 is one of the brightest SNR in infrared wavelengths, and its broad multiwavelength coverage allows detailed modelling of its radiation from radio to high energies. We reanalyzed the Fermi-LAT data on this region and compare it with new radio observations from the MWISP survey. The modelling of the spectral energy distribution from radio to GeV energies favors a hadronic origin of the gamma-ray emission and constrains the SNR magnetic field to be at least ~100 uG. Despite the large magnetic field, the present acceleration of protons seems to be limited to ~10 GeV, which points to a drastic slow down of the shock velocity due to the dense wall traced by the CO observations, surrounding the remnant. Further investigation of the gamma-ray spectral shape points to a dynamically old remnant subjected to severe escape of CRs and a decrease of acceleration efficiency. The low-energy peak of the gamma-ray spectrum also suggests that that the composition of accelerated particles might be enriched by heavy nuclei which is certainly expected for a core-collapse SNR. Alternatively, the contribution of the compressed pre-existing Galactic cosmic rays is discussed, which is, however, found to not likely be the dominant process for gamma-ray production.

中文翻译：

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SNR G39.2−0.3，强子宇宙射线加速器

最近用伽马射线卫星获得的结果已经确定超新星遗迹是 GeV 强子宇宙射线的加速器。在这样的过程中，在 SNR 冲击中加速的 CR 与周围气体云中的粒子相互作用。特别是，核心坍缩 SNR 爆炸的富介质提供了大的目标密度，以增强强子伽马射线。SNR G39.2-0.3 是红外波长中最亮的 SNR 之一，其广泛的多波长覆盖范围允许对其从无线电到高能的辐射进行详细建模。我们重新分析了该地区的 Fermi-LAT 数据，并将其与 MWISP 调查的新无线电观测结果进行了比较。从无线电到 GeV 能量的光谱能量分布建模有利于伽马射线发射的强子起源，并将 SNR 磁场限制为至少 ~100 uG。尽管有大磁场，但目前质子的加速度似乎仅限于 ~10 GeV，这表明由于 CO 观测追踪到残余物周围的致密壁，冲击速度急剧减慢。对伽马射线光谱形状的进一步研究表明，一个动态的旧残余物遭受了严重的 CR 逃逸和加速效率的降低。伽马射线光谱的低能量峰值也表明加速粒子的组成可能被重核富集，这肯定是核心坍缩信噪比的预期。或者，讨论了压缩的预先存在的银河宇宙射线的贡献，然而，发现这不太可能是伽马射线产生的主要过程。目前质子的加速度似乎被限制在 ~10 GeV，这表明由于 CO 观测追踪到残余物周围的致密壁，冲击速度急剧减慢。对伽马射线光谱形状的进一步研究表明，一个动态的旧残余物遭受了严重的 CR 逃逸和加速效率的降低。伽马射线光谱的低能量峰值也表明加速粒子的组成可能被重核富集，这肯定是核心坍缩信噪比的预期。或者，讨论了压缩的预先存在的银河宇宙射线的贡献，然而，发现这不太可能是伽马射线产生的主要过程。目前质子的加速度似乎仅限于 ~10 GeV，这表明由于 CO 观测追踪到残余物周围的致密壁，冲击速度急剧减慢。对伽马射线光谱形状的进一步研究表明，一个动态的旧残余物遭受了严重的 CR 逃逸和加速效率的降低。伽马射线光谱的低能量峰值也表明加速粒子的组成可能被重核富集，这肯定是核心坍缩信噪比的预期。或者，讨论了压缩的预先存在的银河宇宙射线的贡献，然而，发现这不太可能是伽马射线产生的主要过程。这表明，由于 CO 观测追踪到的围绕残余物的致密壁，冲击速度急剧减慢。对伽马射线光谱形状的进一步研究表明，一个动态的旧残余物遭受了严重的 CR 逃逸和加速效率的降低。伽马射线光谱的低能量峰值也表明加速粒子的组成可能被重核富集，这肯定是核心坍缩信噪比的预期。或者，讨论了压缩的预先存在的银河宇宙射线的贡献，然而，发现这不太可能是伽马射线产生的主要过程。这表明，由于 CO 观测追踪到的围绕残余物的致密壁，冲击速度急剧减慢。对伽马射线光谱形状的进一步研究表明，一个动态的旧残余物遭受了严重的 CR 逃逸和加速效率的降低。伽马射线光谱的低能量峰值也表明加速粒子的组成可能被重核富集，这肯定是核心坍缩信噪比的预期。或者，讨论了压缩的预先存在的银河宇宙射线的贡献，然而，发现这不太可能是伽马射线产生的主要过程。对伽马射线光谱形状的进一步研究表明，一个动态的旧残余物遭受了严重的 CR 逃逸和加速效率的降低。伽马射线光谱的低能量峰值也表明加速粒子的组成可能被重核富集，这肯定是核心坍缩信噪比的预期。或者，讨论了压缩的预先存在的银河宇宙射线的贡献，然而，发现这不太可能是伽马射线产生的主要过程。对伽马射线光谱形状的进一步研究表明，一个动态的旧残余物遭受了严重的 CR 逃逸和加速效率的降低。伽马射线光谱的低能量峰值也表明加速粒子的组成可能被重核富集，这肯定是核心坍缩信噪比的预期。或者，讨论了压缩的预先存在的银河宇宙射线的贡献，然而，发现这不太可能是伽马射线产生的主要过程。