Star-forming galaxies as the origin of IceCube neutrinos: Reconciliation with Fermi-LAT gamma rays
宇宙射线加速器，如恒星形成星系中的超新星和超新星遗迹，是冰立方观测到的弥散天体物理中微子最合理的来源之一。中微子产生强子的过程也会产生一个弥散的伽马射线通量，受到费米-LAT边界的限制。像耀变体这样的点源也对弥散伽马射线通量有贡献，这一事实意味着中微子源的伽马不透明度很大。事实上，对于这些高红移的恒星形成星系，星系际传播过程中的伽马吸收可能是显着的。此外，这些极端源星系内部的大伽马衰减可以减少漫通量的级联分量。在当前天体物理的不确定性影响这些反射过程下，我们发现相关的漫射伽马射线通量可以保持与当前费米-LAT边界兼容。
2016-08-22 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on the annihilation cross section of dark matter particles from anisotropies in the diffuse gamma-ray background measured with Fermi-LAT
宇宙学晕（包括银河系晕）中暗物质粒子的湮灭产生了弥散伽马射线背景（DGRB）。由于这种贡献在天空中表现为各向异性，因此可以使用DGRB中各向异性的角功率谱来约束暗物质粒子的性质。通过比较修正后的暗物质湮灭DGRB角功率谱解析模型与费米大天区望远镜（LAT）最近22个月观测数据的功率谱，给出了暗物质质量对暗物质粒子湮灭截面的上限.我们发现，目前的数据排除了在暗物质质量为10 GeV时湮灭为b \bar{b}的<σv> >~ 10^{-25} cm ^3 s^{-1}，这是正则截面的三倍。暗物质质量越大，极限就越弱。通过更多的费米-LAT数据以及使用较低多极（l <~ 150）的功率谱，可以进一步改善极限，由于潜在的银河前景污染，目前还没有使用。
2013-01-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Contribution of Unresolved Sources to Diffuse Gamma-Ray Emission from the Galactic Plane
该研究利用非参数方法和LHAASO首份源表推导源计数分布，计算未分辨源对银河系弥散伽马射线的贡献，发现外部区域与观测一致而内部区域需额外成分解释。
2025-01-06 astro-ph.HE hep-ph
Diffuse gamma-ray background and cosmic-ray positrons from annihilating dark matter
我们研究了湮灭暗物质对银河系外弥漫伽马射线背景谱的贡献，其动机是最近观测到的宇宙射线正电子/电子异常。观测到的弥散伽马射线通量对暗物质模型提供了严格的约束，我们给出了暗物质湮灭截面的上界。结果表明，对于有核暗物质晕轮廓的情况，弥散γ射线比来自银河系中心的γ射线给出更严格的束缚。费米卫星将使束缚更强。
2009-07-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Multi-messenger Implications of Sub-PeV Diffuse Galactic Gamma-Ray Emission
西藏AS $γ$协作组最近测量了0.1 - 1 PeV的弥散银河γ射线通量。通量和光谱与银河宇宙射线与星际介质（ISM）之间的强子核相互作用的中性π介子衰变一致。我们从产生伽马射线的相同相互作用过程中推导出银河系漫射中微子发射的通量。我们的计算考虑了银河系内部伽马射线衰减的影响以及由于宇宙射线的光谱和分布、气体密度和ISM的红外发射造成的不确定性。我们发现银河面对全天中微子流的贡献是$\lesssim5-10\%$，约为100 TeV。在银道面区域，银河系和河外中微子的强度是相当的。我们的结果与IceCube和ANTARES合作报告的上限一致，并预测下一代中微子实验可能会观察到银河系成分。我们还表明，西藏AS $γ$的数据意味着在宇宙射线核子谱或离散源的贡献，包括Pevatron，如超泡和超新星遗迹，和PeV电子加速器的额外组件。未来在1 TeV和1 PeV之间的多信使观测对于分解亚PeV伽马射线的起源至关重要。
2021-07-06 astro-ph.HE hep-ph
Two-component diffuse Galactic gamma-ray emission revealed with Fermi-LAT
基于16年 Fermi-LAT 数据，本文发现银河弥散伽马射线辐射可分为低能普适成分与高能空间可变成分，支持宇宙线海与宇宙线岛的双重起源。
2025-09-30 astro-ph.HE hep-ph
Diffuse flux of galactic neutrinos and gamma rays
我们计算了银河系中宇宙射线与星际物质相互作用产生的中微子和伽马射线的通量。我们使用EPOS-LHC、SIBYLL和GHEISHA计算了动能在1 ~ 10^8 GeV的质子、氦和铁碰撞中这些粒子的产额，并将宇宙线密度与银河系盘和晕中的平均磁场强度进行了关联。我们发现，在E>1 PeV的流量非常强烈地依赖于宇宙射线的组成，而在1-5 GeV的主要来源的不确定性是宇宙射线光谱的日光层。我们表明，银河中微子的扩散通量变得大于传统的大气在E>1 PeV，但在所有的冰立方能量，它是4倍小于大气通量的前向魅力衰变。
2017-02-28 astro-ph.HE hep-ph
Implications of the Fermi-LAT diffuse gamma-ray measurements on annihilating or decaying Dark Matter
我们分析了最近发表的费米-LAT扩散γ射线测量的背景下，轻子湮灭或衰变的暗物质（DM）的目的是解释各向同性的扩散γ射线和PAMELA，费米和HESS（PFH）异常$e^\pm$数据。用PYTHIA产生五种不同的DM湮灭/衰变通道$2e$、$2μ$、$2τ$、$4e$或$4μ$（后两者通过中间轻粒子$ϕ$）。我们计算了银河系和河外的提示和逆康普顿（IC）的贡献所产生的伽马射线光谱。为了找到银河系IC光谱，我们使用最新版本的GALPROP星际辐射场模型。对于河外信号，我们表明，提示伽玛发射的幅度是非常敏感的河外背景光的假设模型。对于我们的银河系，我们使用Einasto，NFW和等温DM密度配置文件，并包括DM子结构的影响，假设一个简单的subhalo模型。我们的计算表明，对于湮灭DM的河外伽玛射线信号可以占主导地位，只有当相当极端的幂律浓度-质量关系$C(M)$是使用，而更现实的$C(M)$关系使河外的分量可比或次主导的银河信号。对于衰变的DM，银河信号总是超过河外信号。在零化DM的情况下，PFH的有利参数可以排除，只有当幂律$C(M)$关系假设。对于DM衰变为$2μ$或$4μ$的PFH青睐DM参数是不矛盾的费米伽玛射线数据。我们发现，由于（几乎）无特征的银河IC光谱和DM晕子结构，湮灭DM可能会得到一个很好的同时适合各向同性的扩散伽马射线和PFH $e^\pm$的数据没有明显的冲突与…
2010-06-21 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Production Associated with Late Bumps in Gamma-Ray Bursts and Potential Contribution to Diffuse Flux at IceCube
冰立方探测到了许多TeV-PeV中微子，但它们的天体物理起源仍然很大程度上未知。受观测到的一些伽马射线暴（GRBs）中的晚期X射线/光学碰撞的启发，我们研究了IceCube中微子和GRBs之间的相关性，允许延迟中微子$\sim$天后的提示伽玛射线。虽然我们还没有发现任何明确的相关性，高达$\sim$ 10\%的事件，迄今为止在冰立方观测到的可能是中微子产生的后期伽玛射线暴活动在$\sim$ 1天。假设一些冰立方事件和晚期GRB碰撞之间存在联系，我们以一种独立于模型的方式证明了能够产生晚期$\sim$ PeV中微子的GRB位点应该是非相对论性的或温和的相对论性的。我们估计从这样的源扩散中微子通量，并发现它们可能占一些冰立方事件。未来对高能中微子和伽马射线暴余辉的观测可以进一步验证上述联系。
2020-02-16 astro-ph.HE hep-ph
Constraining axion-like particles with the diffuse gamma-ray flux measured by the Large High Altitude Air Shower Observatory
冰立方实验对极高能量中微子的探测支持了来自相同宇宙加速器的可比较的伽马射线对应物的存在。假设这些粒子的来源是河外起源，那么发射的光子流在宇宙距离上传播时会被大量吸收。然而，在光子与超轻类轴子粒子（ALP）混合的情况下，这种预期将被强烈修改。值得注意的是，宿主星系中的光子-ALP转换会产生一个ALP通量，它在河外空间中不受阻碍地传播。然后，ALP在银河系磁场中的反向转换导致了扩散的高能光子通量。在这种情况下，最近探测到的扩散高能光子通量的大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）允许我们排除在$95\%$ CL的ALP光子耦合$g_{aγ}\gtrsim 3.9-7.8 \times 10^{-11}~\mathrm{GeV^{-1}}$的$m_{a}\lesssim 4\times10^{-7}~\mathrm{eV}$，这取决于假设的磁场和原始的伽马射线光谱。这个新的约束是互补的，与其他ALP约束从非常高的能量伽马射线实验和未来的实验的灵敏度。
2022-06-17 astro-ph.HE hep-ph
Fermi LAT Measurements of the Diffuse Gamma-Ray Emission at Intermediate Galactic Latitudes
银河伽马射线辐射是由宇宙射线（CR）与星际气体和辐射场相互作用产生的。康普顿伽马射线天文台上的高能伽马射线实验望远镜（EGRET）仪器的测量表明，相对于与直接测量的CR光谱一致的扩散银河伽马射线发射模型，超过1 GeV的过量伽马射线发射（所谓的"EGRET GeV过量“）。在天空的各个方向都观察到了过量的发射，并提出了各种解释，包括超越标准模型的场景，如湮灭或衰变的暗物质。费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜（LAT）仪器以前所未有的灵敏度和分辨率测量了弥散伽马射线发射。我们报告LAT测量的扩散伽马射线发射的能量为100兆电子伏至10 GeV和银河系纬度10度。<= |b| <= 20度这一区域的LAT光谱很好地再现了上面提到的弥漫银河伽马射线发射模型，并与EGRET GeV过剩不一致。
2009-07-02 astro-ph.HE
Fermi Large Area Telescope Measurements of the Diffuse Gamma-Ray Emission at Intermediate Galactic Latitudes
银河伽马射线辐射是由宇宙射线（CR）与星际气体和辐射场相互作用产生的。康普顿伽马射线天文台上的高能伽马射线实验望远镜（EGRET）仪器的测量表明，相对于与直接测量的CR光谱一致的扩散银河伽马射线发射模型，超过1 GeV的过量伽马射线发射（所谓的"EGRET GeV过量“）。在天空的各个方向都观察到了过量的发射，并提出了各种解释，包括超越标准模型的场景，如湮灭或衰变的暗物质。费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜（LAT）仪器测量了弥散伽马射线发射，与EGRET相比，其灵敏度和分辨率有所提高。我们报告LAT测量的扩散伽马射线发射的能量为100兆电子伏至10 GeV和银河系纬度10度。<= |b| <= 20度LAT光谱为这一地区的天空是很好地再现了弥漫的银河系伽马射线发射模型，是一致的本地CR光谱和不一致的EGRET GeV过剩。
2009-12-06 astro-ph.HE
Characterization of Dark-Matter-induced anisotropies in the diffuse gamma-ray background
费米-LAT合作最近报告了在1至50 GeV之间的漫射伽马射线背景中检测到高于光子噪声水平的角功率。这样的信号可以用来限制来自暗物质诱导光子的可能贡献。我们估计的强度和角功率谱（APS）的潜在的暗物质（DM）的信号，为衰减和湮灭的DM候选人，通过构建模板的全天空伽玛射线图中产生的发射的星系晕及其子结构，以及在河外（子）晕。DM分布是由最先进的宇宙结构形成的N体模拟给出的，即银河系外（子）晕的千禧-II和星系晕及其子晕的宝瓶座。我们使用一种混合外推法来解释低于模拟分辨率极限的（子）结构，使我们能够估计到最小自约束晕质量的总发射。我们详细描述了我们的模板地图的APS中出现的功能，我们估计各种不确定性的影响，如最小晕质量的值，在晕中托管的子结构的分数和DM密度分布的形状。我们的研究结果表明，DM诱导的发射的波动APS是相同的顺序的费米-LAT APS，这表明人们可以从与测量的各向异性的比较约束这种假设的发射。我们还量化了影响我们的结果的不确定性，发现“理论误差带”跨越两个以上的数量级和占主导地位的（对于一个给定的粒子物理模型），我们缺乏知识的丰富的低质量（子）晕。
2012-07-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The diffuse gamma-ray flux associated with sub-PeV/PeV neutrinos from starburst galaxies
冰立方最近报道的一个关于亚PeV/PeV中微子过剩的有吸引力的假设是，它们是由星暴星系中的宇宙射线与致密的星际介质碰撞产生的。这些质子-质子（$pp$）碰撞也产生高能伽马射线，其最终贡献于扩散的高能伽马射线背景。我们用半解析方法计算了弥散γ射线通量，认为极高能量的γ射线在星暴区的强磁场中被星系吸收并转化为电子位置对，然后通过同步辐射几乎损失了所有的能量。由于同步辐射的能量低于GeV，这种同步辐射的损失使扩散的高能伽马射线通量减少了大约两倍，从而为其他来源提供了更多的空间来贡献伽马射线背景。对于一个$E_ν^{-2}$中微子谱，我们发现，在100 GeV的范围内，漫射伽马射线通量约占所观察到的漫射伽马射线背景的20%。然而，对于一个陡峭的中微子光谱，这种同步辐射损失效应是不太重要的，因为吸收的伽马射线的能量分数变得更低。
2014-08-05 astro-ph.HE
Galactic cosmic ray propagation: sub-PeV diffuse gamma-ray and neutrino emission
西藏ASgamma实验刚刚报告了他们对银河系盘的亚PeV弥散伽马射线发射的测量，最高能量可达957 TeV。这些伽马射线很可能是宇宙射线与银河系星际气体相互作用的强子起源。这项测量为银河系宇宙射线可以被加速到PeV能量以上的假设提供了直接的证据。本文试图用宇宙射线扩散传播模型来解释亚PeV扩散γ射线谱。我们发现，有一个紧张之间的sub-PeV扩散伽马射线和本地宇宙线谱。为了描述亚PeV扩散γ射线通量，通常需要比膝区测量更大的局部宇宙射线通量。我们进一步从宇宙线传播模型计算了PeV中微子流。即使所有这些亚PeV扩散伽马射线都来自传播，银河中微子也只占观测到的通量的不到15%，其中大部分仍然来自河外源。
2021-04-08 astro-ph.HE
Radio Galaxies Dominate the High-Energy Diffuse Gamma-Ray Background
有人认为，未解决的射电星系和射电类星体（有时被称为未对准的活动星系核）可能是观测到的弥散伽马射线背景的重要组成部分。在这项研究中，我们使用费米伽马射线太空望远镜的最新数据来表征来自51个射电星系样本的伽马射线发射。除了以前使用费米数据检测到的那些源之外，我们在这里报告了来自射电星系3C 212，3C 411和B3 0309+411B的伽马射线发射的第一次统计显著检测。结合这一信息与无线电通量，无线电光度函数，和红移分布的这类源，我们发现，射电星系占主导地位的弥漫伽马射线背景，产生$77.2^{+25.4}_{-9.4}\%$的这种发射在能量高于$\sim$ 1 GeV。我们讨论了这一结果的影响，并指出，它提供了支持的情况下，冰立方的高能天体物理中微子也来自同一人口的射电星系。
2016-08-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Fermi LAT measurements of diffuse gamma-ray emission: results at the first-year milestone
一年多来，费米大面积望远镜一直在以前所未有的统计数据和角分辨率测量20 MeV到300 GeV以上的伽马射线天空。费米任务的关键科学目标之一是漫射伽马射线发射。银河系星际伽马射线辐射是高能宇宙射线与星际气体和辐射场相互作用产生的。我们回顾了迄今为止在这个问题上获得的最重要的结果：EGRET观测到的过量GeV弥散辐射的非确认，局部星际气体的γ射线发射率谱的测量，宇宙射线密度梯度和外星系X（CO）=N（H2）/W（CO）比的研究。我们还瞥见了大麦云星云中弥漫的伽马射线辐射。这些结果可以改进银河系弥漫伽马射线发射的大尺度模型和河外伽马射线背景的新测量。
2010-02-08 astro-ph.HE
Gamma-ray anisotropies from dark matter in the Milky Way: the role of the radial distribution
星系晕中暗物质粒子的湮灭可能最终变成伽马射线，这些射线几乎不受干扰地传播，直到它们在地球上被检测到。这种湮灭信号可以表现出由角功率谱量化的各向异性行为，其性质强烈依赖于暗物质分布及其团块。我们使用高分辨率的纯暗物质N体模拟来量化不同的组件（主晕和卫星）的全球信号的函数的分析配置文件通过描述的数值结果的贡献。我们发现，光滑的主晕占主导地位的伽玛射线信号的角功率谱相当大的多极子晕各向异性信号开始出现，但过渡多极强烈依赖于假设的径向轮廓。向下外推到目前的数值模拟无法解决的半径可能会影响伽马射线角功率谱的归一化和形状。对于由渐近核心暗物质分布描述的子晕，角功率谱显示出总体较小的归一化和在高多极子处的平坦化。我们的研究结果表明，在伽马射线各向异性搜索的暗物质密度分布形状的临界性，并定量评估的内在错误时，外推的暗物质径向分布到空间尺度尚未探索的数值模拟。
2014-06-18 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Contribution of Stellar Flares to the Diffuse Component of Galactic Gamma-Rays
众所周知，弥散γ射线是银河系宇宙射线与恒星物质碰撞产生的（早川-莫里森假说）。本文试图估计恒星耀斑在银河γ射线漫射分量中的低能分量的贡献。银河系γ射线废用成分的高能部分可能反映了银河系宇宙射线的功率谱，γ = -2.75（微分）。在银盘和凸起中，有超过1000亿颗恒星。它们可能经常产生耀斑，并由耀斑产生高能宇宙射线，能量范围为100 MeV ~ 1 TeV，功率指数γ = -3.75（微分）。本文试图估算恒星耀斑对γ射线漫射分量的贡献。
2009-09-07 astro-ph.HE
Diffuse Galactic Gamma-rays from star clusters
我们证明，年轻的星团有一个$γ$射线表面亮度的弥漫银河系发射（DGE）相媲美，并估计，他们的天空覆盖范围内的银河系的方向超过统一。因此，我们认为，它们构成了DGE的一个重要部分。
2020-08-25 astro-ph.HE
LHAASO sensitivity for diffuse gamma-ray signals from the Galaxy
本文估算了LHAASO望远镜在多TeV-多PeV能量范围内对大角尺度弥散γ射线通量的灵敏度。我们讨论了在这个能量范围内的信号的可能来源，包括保证从宇宙射线在星际介质的相互作用和可能的通量从衰减的暗物质通量。我们表明，LHAASO将能够检测到高银河系纬度地区的扩散宇宙射线诱导的伽马射线通量，从而提供坚定的识别银河宇宙射线成分的天体物理中微子信号检测冰立方和澄清的性质的膝盖特征的宇宙射线谱。通过比较扩散通量灵敏度与暗物质衰变产生的扩散伽马射线通量，我们发现LHAASO能够探测到PeV-EeV质量的暗物质粒子衰变到3e 29 s的伽马射线信号。
2020-01-31 astro-ph.HE
Probing Galactic Diffuse TeV Gamma-Ray Emission with the HAWC Observatory
银河系弥散TeV伽马射线辐射是由高能宇宙射线粒子与银河系中的物质和辐射相互作用产生的。对银河系弥散TeV γ射线辐射的测量将对银河系宇宙射线的加速和传播提供强有力的约束。高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台位于墨西哥中部海拔4100米处，对数百GeV至约100 TeV的伽马射线敏感。由于其2球面度的大视场和出色的背景估计，HAWC具有独特的能力来观察大型扩展源，如银河系漫发射。我们提出的分析策略，以检测银河系的弥漫性排放与HAWC，包括技术，以消除污染的本地来源。
2017-09-11 astro-ph.HE
The Use Case of a New ISRF on Diffuse Gamma-ray Emission Models
对我们银河系伽马射线辐射的一个重要贡献是银河弥散辐射。我们提出了具体的发展，在PICARD代码的银河宇宙射线传播的相关计算的伽马射线发射，以适应一个新的星际辐射场（ISRF）模型的建模。我们研究了不同的ISRF模型对银河系扩散伽玛射线辐射的预测在GeV的TeV的能量制度。重点是对甚高能量伽马射线区的可观测特征进行可靠的预测，并特别注意高能量暗物质的能量区。初步的逆康普顿排放的纬度剖面和残差图轴对称和四臂螺旋星系模型。
2017-01-25 astro-ph.HE
Spectral and spatial variations of the diffuse gamma-ray background in the vicinity of the Galactic plane and possible nature of the feature at 130 GeV
我们研究了能量为20 - 200 GeV的银河系平面周围弥散γ射线背景的性质。我们发现，这种发射的光谱具有显着的空间变化的平均平滑分量。这些光谱特征的位置和形状随着天空方向的变化而变化。因此，我们认为，在银河系中心周围的几个区域和银河系平面中发现的130 GeV左右的光谱特征[1203.1312，1204.2797，1205.1045，1206.1616]，不能被解释为伽马射线线，但也可能是漫射背景的成分，并且可能是仪器或天体物理学来源。因此，这种光谱特征的暗物质起源变得可疑。
2012-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Isotropic diffuse gamma-ray background: unveiling Dark Matter components beyond the contribution of astrophysical sources
我们提出了新的各向同性漫射伽马射线背景（IGRB）的第一个解释，费米大面积望远镜（LAT）测量的统计分析的基础上。我们表明，γ射线发射未解决的活动星系核和恒星形成的星系是一致的费米-LAT IGRB数据的不确定性内的银河系扩散发射模型的选择和这些源的γ射线发射机制。此外，添加到河外源的贡献，从一个光滑的星系晕湮灭弱相互作用的暗物质（DM）粒子，我们能够设置严格的限制DM湮灭截面。最后，我们证明了DM的加入可以显着提高IGRB数据的拟合。
2015-02-10 astro-ph.HE
Fluxes of diffuse gamma rays and neutrinos from cosmic-ray interactions with circumgalactic gas
银河系被一个引力束缚的气体日冕所包围，气体日冕一直延伸到银河系的维里半径。宇宙射线粒子与这种气体的相互作用产生了高能次级伽马射线和中微子。我们提出了一个定量分析的中微子和伽马射线通量的日冕的银河系连同其他星系的日冕的综合贡献。高能中微子通量不足以解释冰立方的结果，而对费米-LAT扩散γ射线通量的贡献是不可忽略的。
2016-09-16 astro-ph.HE
On the source contribution to the Galactic diffuse gamma rays above 398 TeV detected by the Tibet ASγ experiment
该研究通过位置比对发现，西藏 ASγ 的 23 个 398 TeV 以上弥散伽马射线事件均不对应 1LHAASO 的 43 个 sub-PeV 源，从而支持其辐射具有弥散起源。
2024-01-23 astro-ph.HE
Constraints on dark matter annihilations from diffuse gamma-ray emission in the Galaxy
最近几年，伽马射线宇宙射线、红外线和射电天文学的最新进展使我们对银河系介质的性质有了更好的了解。在这项工作中使用的DRAGON代码，数值求解CR传播方程和计算伽玛射线发射率在一个2维网格包围银河系，我们研究了自洽的方式模型的银河弥漫伽玛射线发射。我们的模型进行交叉检查，以现有的CR和伽马射线数据。我们解决的程度，其中暗物质湮灭在银河系中可以有助于向天空中的不同方向的漫射伽马射线通量。此外，我们还讨论了非DM性质的天体物理不确定性对伽马射线极限的影响。这种不确定性与星系上的扩散性质、星际气体和星际辐射场的能量密度有关。~10 GeV的轻暗物质主要湮灭为强子，它受星系内部γ射线观测的约束更强，受气体分布假设的影响最大;而TeV尺度DM主要湮灭为轻子，其最严格的约束来自于对银河系中心的观测，避免了银盘平面，主要的天体物理不确定性是辐射场能量密度。此外，我们提出了一种方法，推导出的暗物质的分布配置文件从漫射伽玛射线光谱的约束。这些结果主要取决于假设的暗物质粒子的质量和它的最终湮灭产物的类型。
2014-03-04 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Study of cosmic ray sources using data on extragalactic diffuse gamma-ray emission
讨论了来自次要源的超高能宇宙射线（CR）及其对河外弥漫γ射线辐射的可能贡献。作为次要来源的一个例子，我们考虑了活动星系核（AGN）的可能的特定类型，其中超大质量黑洞被10^（10）-10 ^（11）Gs的超强磁场包围。在这个模型中，我们计算了地球上的CR能谱和河外空间CR产生的级联量子的强度。从数值计算结果和皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵的观测资料出发，表明这些活动星系核对地球UHECR通量的贡献可以忽略不计。然而，与费米LAT测量的河外弥漫伽马射线发射相比，活动星系核的CR产生了显着的伽马射线通量。我们的结论是，来自次要来源的UHECR可以显着地促进河外伽马射线发射。
2017-11-12 astro-ph.HE
Constraints on the Galactic Dark Matter signal from the Fermi-LAT measurement of the diffuse gamma-ray emission
我们研究了费米大面积望远镜测量的银河系中纬度地区的漫射伽马射线发射，目的是寻找来自暗物质湮灭或衰变的信号。在没有一个强大的暗物质信号，限制。我们设置了保守的暗物质限制，要求暗物质信号不超过观测到的漫射伽马射线发射和基于对前景天体物理漫射发射进行建模而得出的限制。在几个参数的特点，传统的天体物理发射的unexplained考虑到使用配置文件的可能性形式主义。由此产生的限制影响了早期宇宙中可能产生暗物质热的粒子质量范围，并挑战了将PAMELA/费米-LAT宇宙射线异常解释为暗物质湮灭的解释。
2013-04-09 astro-ph.HE
Mapping large-scale diffuse gamma-ray emission in 10-100 TeV band with Cherenkov telescopes
由于银河系的宇宙线背景带电量高、视场小，使得成像大气切伦科夫望远镜（IACT）测量银河系弥散γ射线辐射的难度较大。我们表明，这样的测量仍然是可能的，在能带10-100 TeV。IACT的最小带电粒子本底是在用于宇宙线电子分析的事件选择中实现的。在这些事件的选择事件质量上的严格削减允许实现足够低的背景水平，以允许10 TeV以上的弥漫银河伽马射线通量的测量。我们计算了不同类型的IACT阵列对银河系漫射辐射测量的灵敏度，并将它们与费米大面积望远镜测量的3 TeV以下的来自天空不同部分的漫射伽马射线通量和IceCube望远镜测量的天体物理中微子信号进行了比较。我们表明，现有的IACT系统的深曝光是足够的检测从所有的银河系平面的银河系纬度|b| ~度的扩散通量。CTA的中型望远镜阵列将能够探测到银河系纬度30度以上的漫射通量。它的灵敏度将足以探测到冰立方天体物理中微子信号中银河分量的伽马射线对应物，其能量超过10 TeV。我们还建议，一个专用的IACT系统组成的小，但宽视场的望远镜可以用于映射10-100 TeV的扩散伽马射线发射从整个天空。
2020-03-27 astro-ph.HE
Anisotropies in the gamma-ray sky from millisecond pulsars
脉冲星出现在费米时代，作为一个相当大的人口的伽马射线源。毫秒星（MSP）构成了一个较老的亚群，其天空分布延伸到银河系高纬度地区，有人建议，这类未解决的成员可能会对测量到的大尺度各向同性伽马射线背景（IGRB）做出很大贡献。我们调查可能的能量依赖的贡献未解决的MSP费米测量IGRB的各向异性。对于观测动机的MSP人口模型，我们表明，初步费米各向异性测量放置一个有趣的约束在银河系中的MSP的丰度和典型的MSP通量，约一个数量级强于这个人口的约束来自单独的IGRB的强度。我们还研究了一个MSP组件的IGRB模仿暗物质信号在各向异性为基础的搜索的可能性，并得出结论，各向异性签名的能量依赖性将区分MSP从所有，但非常轻的暗物质候选人。
2011-06-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Contribution to diffuse gamma-ray emission coming from self-confined CRs around their Galactic sources
最近对费米-LAT卫星的银河系弥散伽马射线发射的观测表明，与假设整个银河系宇宙射线（CR）具有相同扩散特性的模型存在显著偏差。我们探讨的可能性，这种弥漫的银河系发射的一小部分可能是由于强子相互作用的CRs自我封闭在其来源周围的区域。事实上，扩散离开加速区域的新加速的CR可以触发能够放大磁扰动并减少粒子扩散的流动不稳定性。当这种情况发生时，CR被捕获在近源区域的时间比预期的长，并且在每个源周围产生扩展的伽马射线晕。在这里，我们计算了由于其中几个扩展晕沿视线重叠而对漫射伽马射线背景的贡献。我们发现，如果中性粒子的密度是低的，晕可以占费米-LAT观察到的漫发射的相当大的一部分，这取决于相对于银河系中心的方向的视线的方向。
2017-08-16 astro-ph.HE
Imprints of PeV cosmic-ray sources on the diffuse gamma-ray emission
本文建立基于单个源离散注入宇宙线的甚高能银河伽马辐射模型，通过均匀与非均匀扩散两种情景解释LHAASO探测到的少量强子型PeVatron及气体分布与伽马通量的差异。
2025-01-10 astro-ph.HE
Galactic diffuse gamma-ray emission at TeV energy
对于地面伽玛射线望远镜来说，测量TeV范围内的弥散银河伽玛射线通量是困难的，因为残余的宇宙射线背景比伽玛射线通量高几个数量级。由于信号统计数据较低，它的检测对于天基望远镜来说也具有挑战性。我们使用费米大天区望远镜长达十年的曝光，从银河系的漫TeV通量的特点。考虑到TeV波段的银河系弥散辐射水平接近于剩余宇宙线背景水平，我们估算了SourceVETO事件选择中的剩余宇宙线背景水平，并验证了TeV波段的银河系弥散辐射通量远高于剩余宇宙线背景，直到银河系高纬度地区。我们研究了来自银河系平面的弥散TeV信号的光谱和成像特性。我们发现更强的发射从内银道面比以前的HESS望远镜估计（下限）。我们还发现了一个显着的差异，在测量的银河系的经度和纬度配置文件的信号测量费米和HESS。这些差异可能是由HESS中背景估计区域具有不可忽略的伽马射线通量这一事实解释的。比较费米测量与ARGO-YBJ的测量，我们发现更好的协议，与天鹅座地区，我们发现更高的通量（1.5倍）的显着例外。我们还测量了TeV扩散发射光谱高银河系纬度，并表明，不同地区的天空光谱的光谱斜率与伽马=2.34+/- 0.04一致。我们讨论了TeV扩散发射的硬斜率的可能来源。费米/LAT提供了在TeV范围内的扩散银河发射光谱的可靠测量。
2019-12-17 astro-ph.HE
Diffuse TeV Gamma-Ray Emission in the H.E.S.S. Galactic Plane Survey
弥散的伽马射线发射一直被认为是GeV天空中最突出的特征。虽然成像大气切伦科夫技术已经成功地揭示了大量的离散TeV的伽马射线源，在TeV能量的扩散发射的彻底调查仍然悬而未决。高能立体系统（H.E.S.S.）获得的银河平面巡天（GPS）数据现在已经实现了足够的灵敏度和覆盖范围，用于探测能量范围为~100 GeV到几TeV的扩散发射的特征。宇宙射线与星际介质（又称“宇宙射线之海“）的相互作用以及宇宙光子场的逆康普顿散射产生了伽马射线。这不可避免地导致与沿着视线的气体含量相关的保证的伽马射线发射。进一步的贡献涉及那些低于当前检测阈值的伽马射线源和上述逆康普顿发射。根据H.E.S.S. GPS，我们提出了第一个观测评估的扩散TeV伽马射线发射。观察比较与相应的通量预测HI（LAB数据）和CO（作为示踪剂的H2，NANTEN数据）气体分布的基础上。未解决的源的贡献和逆康普顿排放的预期水平的后果进行了讨论。
2013-08-01 astro-ph.HE
Nuclear enhancement factor in calculation of Galactic diffuse gamma-rays: A new estimate with DPMJET-3
本文利用蒙特卡罗模拟器DPMJET-3，提出了一种新的核增强因子计算方法，用于从质子-质子相互作用中估算银河系弥散γ射线通量，以考虑宇宙射线和星际物质中的重核。在6-1000 GeV/核子的能量范围内，一个新的值为1.8-2.0，随着发射宇宙射线的动能的增加而略有增加，比以前的估计大了大约20%。
2009-04-27 astro-ph.HE
The Contribution Of Inverse Compton Scattering To The Diffuse Extragalactic Gamma-Ray Background From Annihilating Dark Matter
除了伽马射线外，暗物质湮灭的产物还包括高能电子，这些高能电子与宇宙微波背景发生逆康普顿散射，产生弥漫的银河系外伽马射线和X射线背景。在暗物质粒子主要湮灭为电子或μ子的模型中，EGRET和COMPTEL的测量可以对湮灭截面提供重要的约束。费米伽马射线太空望远镜可能会对这种情况进行更严格的测试。
2010-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Robust identification of isotropic diffuse gamma rays from Galactic dark matter
银河系内部的暗物质湮灭将产生强度相当恒定的伽马射线辐射，这使得我们很难将银河系的暗物质信号与河外伽马射线背景区分开来。我们表明，如果银河系的暗物质有助于在费米伽马射线太空望远镜可访问的能量范围内的测量发射的一个温和的部分，总测量发射的角功率谱的能量依赖性可以用来自信地确定伽马射线从银河系的暗物质子结构。
2009-07-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining Very Heavy Dark Matter Using Diffuse Backgrounds of Neutrinos and Cascaded Gamma Rays
我们认为，从最近的费米伽马射线和冰立方中微子观测各向同性背景辐射的超重暗物质（VHDM）的多信使约束。扩散伽马射线背景（DGB）的费米数据显示，在非常高的能量（VHE），我们称之为“VHE过剩”相对于预期的衰减幂律外推从较低的能量可能无法解释的功能。我们表明，VHDM可以解释这种过剩，中微子观测将是一个重要的工具来测试这种情况。更保守地说，我们推导出了质量为10^3-10^10 GeV的VHDM性质的新约束。这些通用的边界遵循我们在其他地方开发的伽马射线和中微子的宇宙能量预算约束，基于对宇宙电磁级联和中微子探测率的详细计算。我们表明，结合伽马射线和中微子的数据是必不可少的VHDM属性的约束既强大又强大。在较低的质量范围内，我们对VHDM湮灭和衰变的约束与其他结果相当;然而，我们的约束继续到更高的质量，在那里它们变得相对更强。
2012-10-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Current and Future Constraints on Dark Matter from Prompt and Inverse-Compton Photon Emission in the Isotropic Diffuse Gamma-ray Background
我们进行了详细的检查，从提示和逆康普顿发射光子，包括模型相关和模型无关的边界的湮灭和衰变暗物质模型的电流约束。我们还表明，所观察到的各向同性弥散伽马射线背景（DGRB），这提供了一个最保守的约束模型的湮灭弱尺度暗物质粒子，可能会提高其灵敏度的一个因素~2至3（95% C. L.）。因为费米-LAT实验通过五年的观测解决了DGRB贡献的blazar源。对于我们的预测，我们采用的结果约束的光度依赖的密度演化加上blazar光谱能量分布序列模型，这是由DGRB和blazar源计数分布函数的约束。
2012-02-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Intergalactic magnetic field spectra from diffuse gamma rays
费米-LAT观测到的伽马射线到达方向的非零宇称奇因子表明存在螺旋星系际磁场（Tashiro等人，2013年）。我们成功地测试了这一假设使用更严格的削减数据，蒙特卡罗模拟与费米-LAT时间曝光信息，分别分析北银河半球和南银河半球，并确认Tashiro和Vachaspati（2014）的预测。在一些进一步的技术假设下，我们给出了如何从宇称奇子中重建磁螺旋度谱。
2014-12-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Astrophysical interpretation of the anisotropies in the unresolved gamma-ray background
最近，一个新的测量的自相关和互相关角功率谱（APS）的各向同性伽马射线背景的基础上，81个月的数据的费米大面积望远镜（LAT）。在这里，我们适合，第一次，新的APS数据与模型描述未解决的耀变体的排放。预计这些源将主导各向异性信号。我们在分析中采用的模型再现了费米LAT解决的耀变体。当考虑通过屏蔽3FGL星表中的源而获得的APS时，我们发现未分辨的耀变体在低于$\sim$ 1 GeV的情况下产生的测量的APS不足。与过去的结果相反，这表明低能量APS的新贡献的存在，具有至少5 $σ$的显著性。这种过剩可以归因于一类新的微弱伽马射线发射体。如果我们考虑通过屏蔽2FGL星表中的源而获得的APS，则不存在低于1 GeV的APS的生产不足，但是新的源类别仍然优于仅blazar的场景（具有大于10 $σ$的显著性）。新的源类的属性和各向同性的伽马射线背景中诱导的各向异性的水平是相同的，独立的APS数据使用。特别是，新的伽马射线发射体必须具有软能谱，其谱指数范围约为2.7至3.2。这使得对已知来源的解释变得复杂，因为通常情况下，恒星形成和射电星系的观测光谱更硬。这里确定的新的源类也有望大大有助于各向同性伽马射线背景的强度。
2017-01-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
The consequence of a new ISRF model of the Milky Way on predictions for diffuse gamma-ray emission
我们研究了Popescu等人最近发表的银河系ISRF模型对宇宙射线输运模型中CR电子和正电子的影响。我们还研究预测弥漫银河伽马辐射和强调的重要性，增加ISRF intensity.We使用PICARD代码求解CR输运方程，以获得预测的基础上银河宇宙射线电子通量。我们表明，新的ISRF产生的伽马射线强度增加，特别是在银河系中心和银河系平面。在220 GeV左右的能量下，影响最大。
2018-11-30 astro-ph.HE
LHAASO protons versus LHAASO diffuse gamma-rays: a consistency check
本研究首次检验LHAASO膝区质子能谱与银河系弥散γ射线观测的一致性，发现模型预测流量显著超出观测数据，挑战传统宇宙线与γ射线关联图景，推动TeV-PeV能段宇宙线模型修正。
2025-08-29 astro-ph.HE
The Spectrum of the Isotropic Diffuse Gamma-Ray Emission Derived From First-Year Fermi Large Area Telescope Data
我们报告的第一个费米大面积望远镜（LAT）测量的所谓的“河外”弥漫伽马射线发射（EGB）。这部分的漫射伽马射线辐射通常被认为在天空中具有各向同性或接近各向同性的分布，在文献中讨论了不同的贡献。EGB的推导是基于明亮的前景弥漫银河伽马射线发射（DGE），检测到的LAT源和太阳伽马射线发射的详细建模。我们发现EGB的光谱符合幂律，微分光谱指数g = 2.41+/-0.05，强度I（> 100 MeV）=（1.03+/-0.17）10^-5 cm^-2 s^-1 sr^-1，其中误差主要是系统学的。我们的EGB光谱是无特征的，强度较低，比EGRET数据得出的更软。
2010-02-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Large-scale Galactic diffuse gamma rays observed with the Fermi Gamma-Ray Space Telescope
费米伽马射线太空望远镜上的LAT仪器正在进行20 MeV至300 GeV的全天勘测，其统计数据和角分辨率前所未有。这提供了大量关于银河系星际介质非热辐射的新信息，并对宇宙射线和银河系结构产生了影响。在中纬度的第一个结果已经显示出与基于宇宙射线直接测量的预测很好的一致性，这表明至少局部（距离太阳约1千秒差距内）的伽马射线发射是了解的。我们将使用LAT数据呈现来自天空区域的第一个光谱，以及选定能量的轮廓。这里的目的是评估与模型的一致性，并评估随着分析的成熟，我们可以期望学到什么。
2009-07-02 astro-ph.HE
Parity-odd correlators of diffuse gamma rays and intergalactic magnetic fields
我们发展星系际螺旋磁场和奇偶校验奇签名之间的联系，在弥漫的伽玛射线天空。我们发现宇称奇相关器$Q(R)$中峰值的位置和幅度可以用来推断星系际磁场的正常和螺旋功率谱。当应用于费米-LAT数据时，$Q(R)$中观察到的峰值幅度给出了$\sim 10^{-14}~{\rm G}$星系间磁场强度，这与早期仅使用峰值位置的独立估计一致（Tashiro等人，2014）。我们讨论的功能，进一步支持星系际磁场假设，并为未来的测试进行预测所观察到的$Q(R)$。
2014-09-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Limit on an Isotropic Diffuse Gamma-Ray Population with HAWC
高海拔水切伦科夫天文台（HAWC）的105天的数据已被用来放置一个新的限制各向同性扩散伽马射线人口超过10 TeV。高能各向同性弥散伽马射线发射是由未被分辨的河外天体（如活动星系核）产生的，高能宇宙射线与银河系间介质的相互作用或暗物质湮灭可能会产生贡献。各向同性的扩散伽马射线发射已被观察到高达近1 TeV。在此能量以上，仅报告了上限。这些能量以上的各向同性光子数的观测或极限对局部天体物理粒子的产生非常敏感。特别值得注意的是，我们预计光子人口伴随着TeV-PeV天体物理中微子探测在IceCube仪器。对高于这个能量的光子数的观测或限制可以指出这些中微子的起源，表明它们是否在伽马射线视界内。HAWC对100 GeV至100 TeV之间的伽马射线具有卓越的灵敏度，可持续观察头顶天空，并测量或限制1 TeV以上的各向同性辐射。我们提出了一个限制在10 TeV以上的基础上的背景拒绝在105天的观测蟹状星云与HAWC。随着更多的数据和研究，该限值将大幅改善。
2015-08-17 astro-ph.HE
On the common origin of cosmic rays across the ankle and diffuse neutrinos at the highest energies from low-luminosity Gamma-Ray Bursts
我们证明了低亮度伽马射线暴（LL-GRB）喷流核级联中产生的超高能电子回旋共振（UHECR）可以描述UHECR的谱和成分，同时也可以描述最高能量处的扩散中微子通量。源中的辐射密度同时控制着中微子的产生和核级联的发展，导致核子和轻核的通量，甚至描述了$5 \times 10^{18}$ eV的宇宙线踝。导出的源参数是一致的人口研究，表明重子加载因子约为10。我们的研究结果激发了LL-GRB作为一个独特的GRB人口的持续实验搜索。
2019-01-16 astro-ph.HE
Galactic Diffuse Gamma-Ray and Neutrino Emission from Cosmic-Ray Interactions in Stellar Atmospheres
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）
通过耦合恒星演化模型和宇宙线输运，首次系统评估恒星作为强子靶的累积贡献，发现其对银河系弥散伽马射线背景可忽略，但在超高能段成为不可减除的局域背景。
2026-06-23 astro-ph.HE
Insights from LHAASO and IceCube into the origin of the Galactic diffuse TeV--PeV emission
通过比较LHAASO和IceCube观测，结合脉冲星晕建模，证明轻子成分贡献可解释银河系弥散TeV--PeV伽马射线发射超出，并符合银河经度分布。
2024-03-15 astro-ph.HE
Galactic diffuse gamma-ray flux at the energy about 175 TeV
我们提出了一个上限的银河弥漫伽马射线通量，在能量约175 TeV的伽马实验测量。这些结果是通过选择在山平面（700 g/cm^2，Mt. Aragats，Armenia）为5 GeV μ子能量阈值。在95%的置信水平下，能量E=175+/-25 TeV时的微分通量上限等于（5.8-7.0）x10^-12 [erg m^2 s sr]^-1。
2009-05-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Diffuse Galactic Gamma Rays at Intermediate and High Latitudes, Constraints on ISM Properties
利用费米合作组最近公布的中高纬度（|b| > 10）、能量为1-100 GeV的银河系弥散γ射线的光谱数据，对银河系γ射线发射率进行了新的研究。我们专注于分析宇宙射线（CR）的传播特性，使用公开可用的DRAGON代码。我们严格解决一些模型的星际HI和H2气体分布在文献中常用的，以及测试各种传播模型。每个模型假设一个独特的全球配置文件的扩散和再加速的CR。拟合传播参数，以及测量的本地CR，如B/C比，质子，反质子和电子，正电子通量，我们评估的伽马射线谱在中高纬度地区，以进一步限制这些传播模型。
2011-10-26 astro-ph.HE
