펄서 헤일로를 H.E.S.S.와 CTAO로 검출·식별할 수 있을까 — 시뮬레이션 기반 평가

펄서 헤일로는 펄서풍 성운에서 탈출한 전자·양전자가 주변 광자를 역콤프턴 산란시켜 만드는 확장형 감마선 천체로, HAWC가 PSR J0633+1746과 PSR B0656+14 방향에서 처음 확인했다. 연구진은 등방 확산 모델을 바탕으로 Gammapy 라이브러리에서 템플릿 기반 펄서 헤일로 모델을 만들고, 이를 H.E.S.S.와 CTAO의 시뮬레이션 데이터에 맞춰 내부 은하 영역 천체의 물리량을 어느 정도까지 제약할 수 있는지 평가했다. 그 결과 펄서의 실제 나이, 고유운동, 확산계수, 주입 입자 스펙트럼의 지수, 주입 효율 등 여러 변수를 동시에 제약할 수 있었고, 헤일로 모델과 2D 가우시안 성분 모델을 통계적으로 구분하는 능력은 H.E.S.S.에서도 일부 가능하지만 CTAO에서 크게 향상됐다. 다만 은하 확산 방출이 강해질수록 검출 유의도가 급격히 떨어지고, 이를 제대로 모델링하지 않으면 헤일로 변수 추정에 편향이 생긴다고 연구진은 지적했다. 시뮬레이션된 헤일로는 현세대 망원경의 서베이에서도 비교적 짧은 관측 시간으로 발견될 수 있는 특성을 보였다.