A serendipitous discovery of GeV gamma-ray emission from supernova 2004dj in a survey of nearby star-forming galaxies with Fermi-LAT
超新星喷出物和星周介质之间的相互作用驱动了一个强大的冲击波，加速粒子（即，电子和质子）。超新星爆炸后观测到的射电和X射线辐射构成了电子加速的证据。加速的质子通过$pp$碰撞预计会产生GeV-TeV的伽马射线辐射，但通量通常很低，因为只有一小部分超新星动能在非常早期的时候转化为冲击能。最近的超新星SN 1987 A爆发的低伽马射线通量与这张照片一致。在这里，我们报告了一个偶然发现的衰落GeV的伽马射线源的空间重合的第二个最近的超新星-SN 2004 dj从我们的伽马射线调查附近的恒星形成星系与费米-LAT。SN 2004 dj释放的伽马射线总能量约为$6\times10^{47}{\rm erg}$。我们解释了这种伽马射线发射所产生的超新星喷出物与周围的高密度壳层，减速喷出物和转换约1%的喷出物的动能相对论质子相互作用。此外，我们对附近恒星形成星系的伽马射线调查发现了来自两个恒星形成星系的GeV辐射，即，Arp 299和M33，第一次。
2020-03-10 astro-ph.HE
The gamma-ray bursts, core-collapse supernovae and global star forming rate at large redshifts
对伽马射线暴（GRB）、GRB宿主星系和恒星形成在小红移和大红移下的观测问题的陈述进行了简要的回顾和讨论：GRB宿主星系与典型星系群之间是否有相似之处和不同之处--这是目前GRB宿主星系研究的主要问题。简要讨论了长持续时间伽玛暴与大质量恒星爆炸的直接联系，伽玛暴与核塌缩超新星的一些谜团。独立于模型的观测宇宙学检验：高红移时的伽玛暴率和恒星形成率。
2011-11-06 astro-ph.HE
Diffuse gamma-ray emission toward the massive star-forming region, W40
我们报告了在年轻恒星形成区W 40探测到高能γ射线信号。利用费米大天区望远镜（Fermi-LAT）10年的Pass 8数据，我们提取了一个扩展的伽马射线过剩区域，其显著性约为18 σ。辐射具有光子指数为2.49 +/- 0.01的光谱。电离气体含量的空间相关性有利于γ射线发射的强子起源。伽马射线产生区的宇宙射线（CR）质子总能量估计为10^47尔格。然而，这可能是局部加速器（可能是大质量恒星）在整个系统寿命期间释放的宇宙射线（CR）总能量的一小部分。如果是这样的话，W 40，以及早期从天鹅座茧、韦斯特隆德1、韦斯特隆德2、NGC 3603和30 Dor C探测到的伽马射线，支持了年轻星团是有效的CR工厂的假设。这一结果的独特之处在于，伽马射线发射是第一次从星团本身而不是从周围的“茧”中探测到的。
2020-06-03 astro-ph.HE
Fermi-LAT detection of gamma-ray emission in the vicinity of the star forming regions W43 and Westerlund 2
大质量恒星形成区的粒子加速可以通过各种可能的发射方案进行，包括大质量沃尔夫-拉叶双星碰撞风区的高能伽马射线产生（这里是WR 20 a和WR 121 a），集体风情景，星团中风吹气泡边界处的扩散冲击加速度，和爆发现象从热恒星风进入星际介质。鉴于最近费米-LAT探测到HESS J1023-575（在Westerlund 2附近），我们研究了另一个非常高能量（VHE）的伽马射线源，HESS J1848-0145（在W 43附近），可能与一个大质量星团有关。考虑到多波长的数据，特别是TeV的伽马射线，我们研究了现有的证据表明，与Westerlund 2和W 43一致的伽马射线发射可能起源于大质量星团中由上述机制加速的粒子。
2011-09-22 astro-ph.HE
Search for gamma-ray emission from star-forming galaxies with Fermi LAT
最近的研究发现，星系的恒星形成率与其伽马射线光度之间存在正相关关系。具有高恒星形成率的星系预计会产生大量的高能宇宙射线，这些宇宙射线在与星际介质和辐射场相互作用时会发出伽马射线。我们寻找伽马射线发射的样本星系内和超越本集团的数据从LAT仪器上的费米卫星。我们排除了最近检测到的星系（NGC 253，M82，NGC 4945，NGC 1068，NGC 2146，Arp 220），并使用7年的累积Pass 8数据从LAT在100 MeV至100 GeV的范围。在数据中没有看到新的探测，并且计算了伽马射线通量的上限。使用我们的新上限获得的星系的伽马射线光度和红外光度之间的相关性与以前发表的相关性一致，但新的上限意味着一些星系并不像以前认为的那样有效的伽马射线发射器。
2016-08-15 astro-ph.HE
Contribution from Star-Forming Galaxies to the Cosmic Gamma-Ray Background Radiation
我们提出了一个新的理论计算的贡献河外伽玛射线背景辐射（EGRB）的恒星形成的星系，基于国家的最先进的分层星系形成的模型，是在定量协议的各种观测本地和高红移星系。利用邻近星系的最新观测资料，将星系的伽玛射线光度（$L_γ$）和光谱与模型星系的恒星形成率（$ψ$）、气体质量（$M_gas$）和恒星形成模式（静止或星暴）联系起来。我们尝试了两种极限情况下的伽玛射线产生：逃逸极限（$L_γ\propto ψM_gas$）和量热极限（$L_γ\propto ψ$），和我们的标准模型预测7和4%的贡献，从恒星形成星系的总EGRB流量（包括明亮的解决源）最近报道的费米伽玛射线太空望远镜。系统的不确定性不允许我们确定EGRB通量好于一个因素~2。费米预测的可探测到的邻近星系数量与观测结果一致。星系际吸收对生产衰减EGRB流量只有一个温和的因素~1.3在最高的费米能带，和再处理级联发射并没有显着改变EGRB在较低的光子能量。AGN和恒星形成星系的贡献之和可以解释EGRB的很大一部分，预测的模型光谱和观测结果之间的显着一致。
2010-12-19 astro-ph.HE
Gamma-rays from star-forming regions: from SNOBs to dark accelerators
观测伽马射线天文学诞生于大约40年前，当时小型探测器在卫星上飞行，经过十年的理论预测，它有可能通过π-零衰变机制发现宇宙射线的起源。70年代是伽马射线和宇宙射线天体物理学的黄金时代，宇宙射线的“扩散激波加速”理论被（重新）发现，第一次对银道面进行CO和GeV伽马射线巡天，验证了π-零衰变在银河系大规模伽马射线发射中的重要性。但由于这种强烈的银河系背景，GeV伽马射线源很难识别。第一个被确定的伽马射线源是三颗超新星，这表明超新星遗迹与大质量恒星形成区（“SNOB”）中的分子云相互作用也是伽马射线源。由于其灵敏度和空间分辨率的提高，地基切伦科夫望远镜，检测伽马射线在> TeV的能量，现在能够解决分子云大小的物体在几个千秒差距。像IC 443和W28这样的SNOB物体在GeV和TeV能量下被探测到，并显示了SNR冲击波和附近分子云之间宇宙射线相互作用的空间证据，以及随后的π-零衰变。然而，光谱证据并不清楚地支持这一机制。我们建议使用另一种工具来探测假定的本地宇宙射线的低能量分量的相互作用，在TeV明亮的分子云的增强电离的形式，使用毫米观测。
2009-09-01 astro-ph.HE
Interstellar gamma-ray emission from cosmic rays in star-forming galaxies
费米/LAT在~0.1- 100 GeV范围内对恒星形成星系的观测使第一次人口研究成为可能。发现了伽马射线光度和恒星形成活动示踪物之间相关性的证据。研究各种全球条件下的银河系宇宙射线（CR）可以获得有关其起源和在星际介质（ISM）中传输的信息。这项工作解决的问题，可以预期的星际伽马射线发射作为全球星系属性的函数的标度律，建立在GeV范围内的当前实验数据是否可以约束的目标。我开发了一个2D模型的非热辐射的稳定状态CR人口与ISM在恒星形成的星系。大多数与CR相关的参数取自银河系研究，然后模拟了大量的星系，大小从4到40 kpc，几种气体分布，恒星形成率（SFR）涵盖六个数量级。在100 keV-100 TeV范围内的伽马射线光度的演变，重点是不同的发射过程和粒子群的贡献，和运输制度之间的过渡。该模型可以重现从费米/LAT人口研究中推断出的大部分SFR范围内的归一化和趋势。这是一个平原扩散计划，一个单一的扩散系数，并假设CR经历大规模的体积平均星际条件。然而，高能伽马射线光度和恒星形成活动之间并没有普遍的关系，正如不同的银河系全球性质所引入的散射和低端伽马射线发射的下降所说明的那样。
2014-02-03 astro-ph.HE
Comparative study of gamma-ray emission from molecular clouds and star-forming galaxies
不同尺度的恒星形成区域，例如我们银河系中的巨大分子云和恒星形成星系，都会发出GeV的伽马射线。这些被认为是起源于宇宙射线（CR）核与星际介质的强子相互作用。最近的研究表明，恒星形成星系的伽玛射线光度（$L_γ$）与它们的恒星形成率（SFR）有很好的相关性。我们研究了古尔德带8个银河系分子云的\textsl{Fermi}数据，发现分子云不遵循恒星形成星系的$L_γ-{\rm SFR}$相关性。我们还比较了伽马射线光度，SFR，和气体质量的分子云和恒星形成星系的标度关系。使用多变量回归分析，我们发现不同的依赖性的伽马射线发射的SFR或质量的分子云和恒星形成的星系。这表明，不同的机制可能控制这两种类型的源中伽马射线的产生。具体来说，对质量的强烈依赖支持分子云的伽马射线发射主要来自于{ \em \textup{passive} }与弥漫星系CR的相互作用，而对SFR的强烈依赖支持恒星形成星系的伽马射线发射来自于由本地{ \em \textup{active} }源加速的CR。
2018-11-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fermi LAT Measurements of the Gamma-Ray Emission from the Large Magellanic Cloud
除了银河系之外，大麦云云（LMC）是唯一一个被康普顿伽马射线天文台的高能伽马射线望远镜（EGRET）在高能（> 100 MeV）伽马射线中最终探测到的正常恒星形成星系。然而，EGRET的灵敏度仅足以勉强解决LMC。我们报告费米伽马射线空间望远镜的大面积望远镜（LAT）的测量从LMC的伽马射线发射。这是第一次从外部观察到的恒星形成星系在伽马射线中得到很好的分辨。我们讨论的LMC扩散发射的分布所看到的LAT和宇宙射线物理的影响。
2009-07-02 astro-ph.HE
Dense gas linked to star-forming regions photoionised by embedded gamma-ray bursts
Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, INAF（太空天体物理学与行星学研究所，意大利国家天体物理研究所）；Osservatorio Astronomico di Roma, INAF（罗马天文台，意大利国家天体物理研究所）；Physics Department, University of Calabria（卡拉布里亚大学物理系）；Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio, INAF（空间天体物理学与科学观测站，意大利国家天体物理研究所）；Laboratori Nazionali di Frascati, INFN（弗拉斯卡蒂国家实验室，意大利国家核物理研究所）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文学研究所）；Department of Physics, University of Western Australia（西澳大利亚大学物理系）；College of Science and Mathematics, University of the Virgin Islands（维尔京群岛大学科学与数学学院）
通过X射线吸收光谱学，研究发现GRB激发的致密气体可定位在恒星形成区域，揭示了lGRBs与恒星形成之间的直接联系。
2026-02-16 astro-ph.HE
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
Could nearby star-forming galaxies light up the point-like neutrino sky?
恒星形成和星暴星系是著名的宇宙射线库，预计主要通过强子碰撞发射伽马射线和中微子。在这封信中，我们分析了10年的费米-LAT光谱能量分布的13个附近的星系的物理模型，该模型考虑了高能质子运输的星暴核，包括初级和次级电子的贡献。特别是，我们测试的假设，观察到的伽马射线通量主要是由于恒星形成活动，与现有的恒星形成率来自红外和紫外线观测。通过这种基于观测的方法，我们确定了最有可能的中微子对应的恒星形成和星暴星系，并定量评估当前和即将到来的中微子望远镜检测它们作为点状源的能力。值得注意的是，我们发现，小麦哲伦云和圆规星系的核心是潜在的可观察的KM 3 NeT/ARCA 6年的观察。此外，大多数附近的星系可能只是KM 3 NeT和IceCube-Gen 2点状灵敏度的几个因素。在研究了从这些来源探测TeV以上能量的伽马射线的前景后，我们得出结论，即将到来的望远镜对高能中微子和伽马射线的联合观测将是对我们的发射模型的客观检验，并可能提供令人信服的证据，证明恒星形成活动是中微子产生的示踪剂。
2021-10-06 astro-ph.HE
The GeV emission in the field of the star-forming region W30 revisited
我们提出了一个详细的研究的伽马射线发射的方向的恒星形成区W30的基础上的费米大面积望远镜的数据在0.3-300 GeV的光子能量范围内的十年。的形态和光谱分析，使我们能够解决的伽马射线发射到两个扩展的结构从不同的起源。其中一个主要与超新星遗迹（SNR）G8.7-0.1重叠，并且具有与其他与分子云相互作用的中年SNR的光谱相似的软光谱。另一个与HESS J1804-216的TeV辐射在空间和光谱上表现出显著的一致性，它的光谱可以自然地用电子的逆康普顿散射来解释，就像许多TeV的伽马射线发射脉冲星风星云一样。因此，我们将这个来源归因于脉冲星PSR J1803-2137周围的星云。
2019-08-20 astro-ph.HE
Exploring non-thermal emission from the star-forming region NGC 3603 through a realistic modelling of its environment
通过现实三维环境建模与宇宙射线输运模拟，研究 NGC 3603 的伽马射线发射，发现质子注入可重现谱但需高加速效率，且轻子与强子混合情景与观测一致。
2024-11-07 astro-ph.HE
Discovery of GeV emission from the direction of the luminous infrared galaxy NGC 2146
最近对星暴星系M82和NGC 253的高能伽马射线发射的探测表明，星暴星系是宇宙射线的巨大储存库，这些宇宙射线通过与致密的星际介质碰撞将其能量的很大一部分转化为伽马射线。本文报道了利用费米大天区望远镜68个月的观测资料，对几个邻近的恒星形成星系和星暴星系的高能γ射线辐射进行的研究。我们发现一个$\sim5.5σ$探测到的伽马射线发射超过200{ \rm MeV}从源空间上与位置一致的亮红外星系NGC~2146。考虑到γ射线辐射的时间和光谱特性，我们认为该γ射线源可能是NGC~2146的对应物。伽马射线光度表明NGC~2146中的宇宙射线将大部分能量转化为次级π介子，因此NGC~2146是一个“质子量能器”。研究还发现NGC 2146的伽玛射线光度与恒星形成星系的总红外光度之间服从准线性标度关系，加强了大质量恒星形成与恒星形成星系伽玛射线辐射之间的联系。预测了NGC~2146可能的TeV辐射，并讨论了该辐射对星暴星系高能中微子辐射的影响。
2014-08-08 astro-ph.HE
Interpreting the relation between the gamma-ray and infrared luminosities of star-forming galaxies
研究发现，GeV能量的γ射线光度与恒星形成星系的总红外光度之间存在一个准线性标度关系，即$L_γ\propto L_{\rm IR}^α$与$α\simeq 1$。然而，这种线性斜率的起源并不清楚。虽然极端星暴星系可以被视为强子宇宙射线相互作用的量热计，因此准线性标度可能成立，但对于低恒星形成率（SFR）星系可能并非如此，因为这些星系中的大多数宇宙射线预计会逃逸。我们通过考虑实际星系的性质，如气体密度和星系风速度，计算了恒星形成星系的伽马射线产生效率。我们发现，对于低红外光度星系，即$α\rightarrow 1.6$，由于γ射线辐射产生效率越来越低，γ射线光度与红外光度之间的关系斜率变得更陡。我们进一步发现，伽玛射线光度的测量数据是兼容的这种陡峭。斜率的变陡表明宇宙射线逃逸在低SFR星系中非常重要。
2019-02-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Extragalactic Gamma-ray Background from Star-forming Galaxies: Will Empirical Scalings Suffice?
尽管费米伽马射线太空望远镜在9年的运行中收集了前所未有的高质量数据，但正常恒星形成星系对河外伽马射线背景（EGRB）的贡献仍然受到很大的限制。不同的估计是不一致的，无论是他们的基本物理假设和他们的结果。随着几次探测和许多邻近恒星形成星系的伽马射线通量上限的可用性，依赖于伽马射线和更长波长光度之间的经验定标的估计已经成为可能，并且越来越受欢迎。在本文中，我们研究的因素，可以偏置这样的估计，包括：a）可能的来源，非平凡的红移依赖; b）依赖于恒星形成示踪剂的选择; c）在斜率和归一化的经验标度的不确定性。我们发现，这种偏差可能是显着的，指向需要更复杂的模型的恒星形成星系的贡献的伽马射线背景，实施更多，更有信心，物理学在他们的建设。最后，我们表明，有大的区域可接受的参数空间的观测输入，显着过度产生的伽马射线背景，这意味着所观察到的背景水平可以产生显着的约束模型的平均宇宙伽马射线发射率与恒星形成。
2018-12-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic Gamma-Ray Background from Star-Forming Galaxies
河外伽马射线背景的起源是一个紧迫的宇宙学之谜。费米伽马射线太空望远镜最近测量了这种背景的强度和光谱;两者都与以前的测量结果有很大的不同。我们提出了一种新的计算正常恒星形成星系的伽马射线背景。与长期以来的预期相反，我们发现，许多但单独微弱的正常星系可能包括大部分的费米信号，而不是罕见的，但本质上明亮的活动星系。这一结果具有广泛的意义，包括：用伽马射线探测宇宙恒星形成历史的可能性;推断宇宙射线和银河磁场的宇宙学演化的能力;以及从稀有来源（例如，暗物质团块）通过它们的大的各向异性。
2010-11-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Probing the hadronic nature of the gamma-ray emission associated with Westerlund 2
几十年来，恒星形成区一直被认为是潜在的银河系宇宙射线加速器。宇宙射线加速可以通过观测在GeV和TeV能量下质子-质子非弹性碰撞中产生的伽马射线来探测。在本文中，我们分析了来自Westerlund 2方向的超过11年的Fermi-LAT数据，Westerlund 2是我们银河系中最大和研究最多的恒星形成区域之一。特别是，我们调查的特点，明亮的脉冲星PSR J1023-5746，占主导地位的伽马射线发射低于几个GeV的位置的Westerlund 2，和底层的扩展源FGES J1023.3-5747。分析结果在一个明确的标识FGES J1023.3-5747作为GeV对应的TeV源HESS J1023-575，通过其形态和光谱特性。这一发现为HESS J1023-575伽马射线发射的起源提供了新的线索，有利于发射的强子起源，由Westerlund 2提供动力，而不是与PSR J1023-5746相关的脉冲星风星云或星团本身有关的轻子起源。这一结果间接支持了恒星形成区可以对我们银河系中观测到的宇宙射线海做出贡献的假设
2021-05-19 astro-ph.HE
Luminosity Evolution of Rotation-powered Gamma-ray Pulsars
本文研究了脉冲星外磁层粒子加速器的电动力学结构及其产生的γ射线辐射。通过考虑加速器自持的条件，推导出加速器跨磁场厚度随脉冲星年龄的变化规律。结果表明，当中子星包层被足够的轻元素污染时，包层的厚度很小，但会稳定地增加。对于这样一个轻元素包层，加速器的伽马射线光度在最初的一万年中作为年龄的函数保持近似恒定，形成了观测到的旋转驱动的恒星的伽马射线光度分布的下限。另一方面，如果包层仅由重元素组成，则厚度比轻元素包层的厚度大，但增加得慢。对于这样一个重元素包层，伽马射线光度相对快速地下降，形成了观测到的分布的上限。一般脉冲星的伽马射线光度介于这两种极端情况之间，反映了包络成分和相对于旋转轴的磁倾角。
2013-03-14 astro-ph.HE
Probing the hadronic nature of the gamma-ray emission associated with Westerlund 2
几十年来，恒星形成区一直被认为是潜在的银河系宇宙射线加速器。宇宙射线加速可以通过观测非弹性质子-质子碰撞产生的伽马射线来探测，能量为GeV和TeV。我们分析了来自Westerlund 2方向的超过11年的Fermi-LAT数据，Westerlund 2是我们银河系中最大和研究最好的恒星形成区域之一。LAT源的光谱和形态特征与TeV区域（HESS J1023-575）中的特征一致，允许描述从几百MeV到几十TeV的伽马射线源。我们将介绍结果，并讨论与星团和辐射机制的识别的影响。
2021-09-16 astro-ph.HE
Extended Gamma-ray Emission from the G25.0+0.0 Region: A Star Forming Region Powered by the Newly Found OB Association?
我们报告了费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜（LAT）的扩展$γ$射线发射的研究，这很可能是我们银河系恒星形成区（SFR）的$γ$射线探测的第二种情况。LAT源位于G25区，$(l, b) = (25.0^{\circ}, 0.0^{\circ})$周围的$1.7^{\circ} \times 2.1^{\circ}$。发现$γ$射线辐射由两个扩展源和一个点状源组成。扩展源具有大约$1.4^{\circ} \times 0.6^{\circ}$的类似大小。$\sim 0.4^{\circ}$直径为1的子区域的光子指数为$Γ= 1.53 \pm 0.15$，在空间上与HESS J1837 $-$ 069重合，可能是一个脉冲星风星云。扩展源的其他部分具有$Γ= 2.1 \pm 0.2$的光子指数，而没有显著的光谱曲率。鉴于它们的空间和光谱特性，它们与其他波长的光源没有明确的联系。它们的$γ$射线特性与天鹅座茧状SFR相似，天鹅座茧状SFR是银河系中唯一确定的SFR的$γ$射线探测。事实上，我们在G25中发现了原子和分子气体的气泡状结构，这可能是由假定的OB协会/集群产生的。$γ$射线的发射区域似乎局限在气泡状结构中;在天鹅座茧中也发现了类似的特性。此外，利用XMM-牛顿的观测，我们在G25区域发现了一个候选的年轻大质量OB星协/星团G25.18+0.26。我们认为G25中的扩展$γ…
2017-04-20 astro-ph.HE
The gamma-ray bursts and core-collapse supernovae - global star forming rate peaks at large redshifts
本文简要地回顾了第一个伽马射线暴（GRB）光学鉴别--相对小红移（z）下的GRB宿主星系和恒星形成率（SFR），GRB宿主星系的金属丰度，大红移下GRB宿主星系和星系的异同，以及高红移下的SFR和GRB率（GRBR）。长持续时间的伽玛暴和大质量恒星爆炸（如核心塌陷超新星- CCSNe）之间的直接联系的证据。SFR是否在z ~10时快速下降？讨论了与伽玛暴有关的一些尚未解决的问题：关于高z伽玛暴宿主星系，高z CCSN与伽玛暴的联系，以及在高z下可能的新的重要宇宙学检验。
2013-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Detection of diffuse gamma-ray emission towards a massive star forming region hosting Wolf-Rayet stars
银河系宇宙线中的同位素和元素丰度表明，宇宙线（CR）核的$\sim20\%$可能是由大质量沃尔夫-拉叶（WR）星合成的。几十年来，大质量星团中的WR和OB型恒星被认为是潜在的银河系宇宙射线加速器，特别是通过风终止激波的扩散激波加速。在这里，我们报告的分析{ \em费米}大面积望远镜的数据，对方向的Masgomas-6a，一个年轻的大质量星团候选人的两个WR星。我们在Masgomas-6a附近探测到一个含$\rm{TS}=183$的扩展$γ$射线源，与两个不相关的{ \em Fermi} 4FGL源在空间上重合.我们还介绍了利用银河系成像卷轴画项目的观测资料对该区域分子云的CO观测结果。$γ$射线发射强度与Masgomas-6a距离处的分子气体分布有很好的相关性，表明这些伽马射线可能是由Masgomas-6a中大质量恒星加速的CR产生的。在Masgomas-6a的$3.9{\rm \ kpc}$距离处，扩展源的光度为$(1.81\pm0.02)\times 10^{35}{\rm \ erg \ s^{-1}}$。WR星在恒星风中的动力学光度为$\sim 10^{37}{\rm erg \ s^{-1}}$，能够通过宇宙线$pp$相互作用产生的中性π介子衰变为$γ$射线发射提供动力。GeV源的大小和能量要求表明CR扩散系数小于银河系星际介质中的CR扩散系数，表明分子云中的CR扩散受到…
2022-07-14 astro-ph.HE
Role of line-of-sight cosmic ray interactions in forming the spectra of distant blazars in TeV gamma rays and high-energy neutrinos
活动星系核（AGN）可以产生伽马射线和宇宙射线。观测到的来自遥远耀变体的高能伽马射线信号可能主要是由宇宙射线质子与背景光子相互作用沿视线产生的次级伽马射线。这解释了在遥远的耀变体中观测到的令人惊讶的低衰减，因为平均而言，次级伽马射线的产生距离地球比距离源的距离近得多。因此，在TeV范围内观察到的光谱不依赖于固有的伽马射线光谱，而它取决于宇宙射线源的输出。我们将这一假设应用于一些来源，在每种情况下，我们都获得了很好的拟合，加强了对所观察到的光谱的解释，这是由于二次伽马射线。我们探讨了这种解释的限制银河系外的背景光和活动星系核中的宇宙射线的生产的后果。我们还对中微子信号进行了预测，这有助于探测活动星系核中宇宙射线的加速。
2011-02-15 astro-ph.HE hep-ph
The gamma-ray / infrared luminosity correlation of star-forming galaxies
上下文在过去的十年里，费米天文台在伽马射线中探测到了近十几个恒星形成星系。这个样本的一个显着的特性是伽马射线光度和恒星形成率之间的准线性关系，假设后者是由星系的红外光度很好地跟踪。这种关系的非线性尚未得到充分解释。目的。我们的目标是确定的偏差来自使用的红外光度作为代理的恒星形成率，并阐明后者和伽马射线光度之间的更基本的关系。我们希望量化和解释在这种关系中观察到的一些趋势。方法.我们从文献中汇编了一组近均匀的距离，紫外线，光学，红外线和伽马射线通量的所有已知的伽马射线发射恒星形成星系。从这些数据中，我们计算出红外线和伽马射线的光度，以及恒星形成率。我们确定后两者之间的最佳拟合关系，并使用简单的，面向人口的宇宙射线传输和冷却模型来描述这种趋势。结果我们发现从红外光度得到的伽马射线光度-恒星形成率关系偏向于较浅的斜率。实际的关系比以前的估计更陡峭，幂律指数为1.35 ± 0.05，而不是1.23 ± 0.06。结论.无偏的伽玛射线光度与恒星形成率之间的关系可以在恒星形成率高的情况下解释，假设宇宙射线冷却区的大小为千秒差距，并且弥漫着温和到快速的风。结合前人关于风速与恒星形成率成比例关系的研究结果，我们的工作为平流是低恒星形成率星系中宇宙线逃逸的主要机制提供了支持。
2020-07-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Identifying the Gamma-ray Emission of the Nearby Galaxy M83
通过分析Fermi卫星14年数据，在恒星形成星系M83位置微弱探测到伽马射线源，其光度符合邻近SFGs的伽马射线与红外光度相关性，为该星系群增添新成员。
2023-06-14 astro-ph.HE
Inverse Compton Contribution to the Star-Forming Extragalactic Gamma-Ray Background
费米已经分辨出了几个恒星形成的星系，但绝大多数恒星形成的宇宙都没有被分辨出来，因此对河外伽马射线背景（EGB）有贡献。在这里，我们计算的贡献，从恒星形成星系的EGB在费米范围从100 MeV到100 GeV，由于逆康普顿（IC）散射的星际光子场的宇宙射线电子。我们首先为一个单一的恒星形成星系构建一个单区模型，假设超新星为宇宙射线的加速提供动力。导致伽马射线的相同IC相互作用也大大有助于高能宇宙射线电子的能量损失。因此，一个星系的IC辐射是由IC损失在宇宙射线电子能量收支中的相对重要性决定的（“偏量热法”）。我们使用我们的银河IC光度的模板，以找到恒星形成星系的宇宙学贡献的EGB。对于我们的所有模型，我们发现IC EGB贡献几乎是一个数量级小于由于宇宙射线离子相互作用（主要是π介子p_cr p_ism \rightarrow π_0 \rightarrow γγ）的发射峰值，即使在最高的费米能量，IC是次显性的。此外，平坦的IC谱增加了π +IC和的高能量信号，使其与费米观测到的EGB谱指数更好地一致。部分量热法确保整体IC信号受到良好约束，对于合理的模型选择，振幅和光谱形状只有适度的不确定性。宇宙射线电子的偏量热法在正常星系和星暴星系中都成立，因此我们在计算中包括了星暴。最后，我们简要讨论了如何利用π谱特征和其他方法来测量EGB的恒星形成成分。
2012-06-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma Rays from Star Formation in Clusters of Galaxies
星系中的恒星形成被观察到与伽马射线发射有关。费米大天区望远镜（LAT）对恒星形成星系的伽马射线的探测，使得可以确定恒星形成速率和伽马射线光度之间的函数关系（Ackermann et. 2012）。由于已知恒星的形成与总红外（8-1000微米）和射电（1.4 GHz）光度成比例，因此观测到的恒星形成星系的红外和射电辐射可以用来定量推断星系的伽马射线光度。类似地，在星系团内的恒星形成星系使我们能够推导出星系团伽马射线发射的下限，这在伽马射线中还没有被最终检测到。在这项研究中，我们应用阿克曼等伽马射线光度和无线电和红外光度之间的关系。al. 2012到Ackermann et.的星系团样本。2010年，以便对与星系团中恒星形成有关的伽马射线发射设定下限。我们发现，有几个集群预测的伽马射线发射的下限是在阿克曼等的上限的数量级内。2010年，基于Fermi-LAT未检测到。考虑到目前的伽马射线极限，恒星的形成可能在某些星团的伽马射线发射中起着重要作用，特别是那些具有冷核心的星团。我们预测，无论是费米-LAT在其生命周期的过程中，未来的切伦科夫望远镜阵列将能够检测到伽马射线发射的恒星形成星系的集群。
2012-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining Gamma-Ray Emission from Luminous Infrared Galaxies with Fermi-LAT; Tentative Detection of Arp 220
形成恒星的星系主要通过π介子产生伽马射线，这是由宇宙射线质子与星际介质（ISM）之间的非弹性碰撞产生的。明亮和超亮红外星系（LIRGs和ULIRGs）的密集ISM和高恒星形成率意味着它们应该是强伽马射线发射体，但到目前为止只检测到两个LIRGs。它们发射的理论模型依赖于在相互作用之前逃离这些星系的宇宙射线质子的未知部分。我们分析了82个最亮的IRAS LIRGs和ULIRGs的费米LAT数据。我们分别检查每个系统，并进行叠加分析，以限制它们的伽马射线通量。我们报告了最近的ULIRG Arp 220（~ 4.6 σ）的检测。我们观测到了2.4e-10 phot cm^-2 s^-1的伽马射线通量（0.8- 100 GeV），光子指数为2.23（在77 Mpc时为8.2e10^41 ergs ^-1）。我们还推导出了堆叠LIRG和ULIRG的上限。Arp~220的伽马射线光度和叠加上限与致密恒星形成星系的量热预测一致。随着Arp 220的探测，我们将γ射线-红外光度关联推广到高光度区，其log（L_[0.1-100 GeV]）= 1.25log（L_[8-1000]）+ 26.7，γ射线-射电连续光谱光度关联推广到log（L_[0.1-100 GeV]）= 1.22log（L_[1.4 GHz]）+ 13.3。目前对费米-LAT的调查即将在局部宇宙中探测到更多的LIRGs/ULIRGs…
2016-05-04 astro-ph.HE
Extragalactic gamma-ray background from AGN winds and star-forming galaxies in cosmological galaxy formation models
我们得到的贡献，河外伽玛射线背景（EGB）从活动星系核风和恒星形成的星系，包括一个物理模型的伽玛射线辐射产生的相对论质子加速活动星系核驱动和超新星驱动的冲击到一个国家的最先进的半解析模型的星系形成。这是基于星系相互作用作为AGN吸积和星暴活动的触发器，以及膨胀的冲击波作为向外传递活动核注入星际介质的能量的机制。我们比较模型预测的EGB光谱的费米-LAT在100 MeV和820 GeV之间的范围内进行的最新测量。我们发现活动星系核风在能量范围E_γ=0.1-1 GeV时能提供约35 $\pm$ 15%的EGB，在能量范围E_γ=1-10 GeV时能提供约73 $\pm$ 15%的EGB，在能量范围E_γ>10 GeV时能提供约60 $\pm$ 20%的EGB。AGN风对EGB的贡献被预测为3-5倍，比恒星形成星系（静止加星爆）的分级聚类方案中提供的更大。活动星系核风和耀变体的累积γ射线辐射可以解释EGB的振幅和谱形，假设标准的加速理论，活动星系核风参数与观测一致。我们还比较了模型预测的累积中微子背景AGN风与最近的冰立方数据。我们发现，对于加速质子谱指数p=2.2-2.3的活动星系核风，考虑到γ射线的内部吸收，Fermi-LAT和IceCube数据可以同时重现。
2017-09-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gamma-Rays from Star Forming Activity Appear to Outshine Misaligned Active Galactic Nuclei
总的河外$γ$ -射线通量提供了一个强大的探针的起源和演变的最高能量的过程在我们的宇宙。这种发射的一个重要组成部分是各向同性$γ$射线背景（IGRB），由目前的实验无法单独解决的来源。先前的研究已经确定IGRB可以由失调的活动星系核（mAGN）或恒星形成星系（SFG）主导。然而，这些分析是有限的，因为它们利用了二元源分类，并且一次只检查一个源类。我们进行了第一次联合似然分析，同时相关的$γ$射线光度的河外天体与恒星形成和mAGN活动。结果表明，在1GeV能量下，SFG产生的$^{+33}_{-20}$占IGRB总量的48%，在10 GeV能量下，产生的$^{+40}_{-23}$占IGRB总量的56%. mAGN的贡献更不确定，但也可能很重要。未来量化邻近星系的无线电和红外特性的工作可以显着改善这些限制。
2021-04-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
1LHAASO J1852+0050u: GeV-100TeV Gamma-ray emission Powered by Star-forming Region?
该研究通过LHAASO和Fermi-LAT数据分析，发现超高能伽马射线源1LHAASO J1852+0050u与恒星形成区高度相关，其GeV-100TeV发射最可能由恒星形成区中的质子加速和强子相互作用主导。
2026-09-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Detection of Gamma-Ray Emission from the Starburst Galaxies M82 and NGC 253 with the Large Area Telescope on Fermi
我们报告的高能量伽玛射线辐射的检测从两个星爆星系使用的数据与大面积望远镜上的费米伽玛射线空间望远镜。稳定的点状发射超过200兆电子伏已被检测到的显着水平分别为6.8西格玛和4.8西格玛，从源的位置一致的位置的星暴星系M82和NGC 253。这些辐射源的总通量与源自宇宙射线与局部星际气体和辐射场相互作用的伽马射线辐射一致，构成了大质量恒星形成与恒星形成星系中伽马射线辐射之间存在联系的证据。
2009-11-27 astro-ph.HE
Cosmic Gamma-ray Background Radiation
宇宙γ射线背景辐射是γ射线波段最基本的观测量之一。虽然宇宙伽马射线背景辐射的起源长期以来一直是个谜，但费米伽马射线太空望远镜最近在0.1-820 GeV进行了测量，并揭示了宇宙GeV伽马射线背景是由耀变体，射电星系和恒星形成星系组成的。然而，费米仍然留下了以下问题。这些是暗物质的贡献，宇宙MeV伽马射线背景的起源，以及与冰立方TeV-PeV中微子事件的联系。在这篇论文中，我将回顾目前对宇宙γ射线背景辐射的认识，并讨论宇宙γ射线背景辐射研究的未来前景。我还简要回顾了宇宙红外/光学背景辐射的研究现状。
2014-12-12 astro-ph.HE
A possible GeV-radio correlation for starburst galaxies
对于恒星形成区，无线电和红外发射存在相关性。射电辐射是由电子的同步辐射引起的，而远红外辐射是由OB星的HII区和由这些恒星提供能量的热尘埃引起的。另一种可能的恒星形成区的相关性可能存在于上述的射电辐射和GeV范围内的伽马射线辐射之间。恒星形成区的GeV伽马射线辐射主要是由在超新星遗迹（SNRs）加速的宇宙射线（CR）质子与环境氢碰撞形成的中性π介子衰变决定的，而产生同步辐射的电子被假定为在相同的SNRs加速。假设CR质子和电子分布的光谱形状相同，CR质子与电子的比例固定，可以测试恒星形成区域的质子和电子量热。此外，这提供了与现有方法互补的导出恒星形成区域中的磁场强度的方法。
2012-09-06 astro-ph.HE
The Diffuse Gamma-ray Background from Type Ia Supernovae
弥漫的河外伽玛射线背景（EGB）的起源已被深入研究，但仍悬而未决。目前流行的来源候选者包括未解决的恒星形成星系，星暴星系和耀变体。在本文中，我们计算的EGB的贡献，从宇宙射线的相互作用加速Ia型超新星（SNe），扩展早期的工作，其中只包括核心坍缩SNe。我们认为Ia型事件在恒星形成的星系，但也在静止的星系，缺乏恒星形成。对于恒星形成星系，只要两种SN类型在恒星形成星系中具有相同的宇宙射线加速效率，持续包括Ia型事件对恒星形成EGB预测的影响不大。因此，我们更新的EGB估计继续表明，恒星形成星系可以代表费米测量的信号的相当大的一部分。对于静止的星系，相反，我们发现了广泛的EGB贡献的可能性。我们研究的主要不确定性来自热气体的质量，它为宇宙射线提供了目标;总气体质量还知之甚少，特别是在较大的半径。此外，EGB的估计是非常敏感的宇宙线加速效率和禁闭，特别是在静止星系。在最乐观的情况下，静止星系可能是EGB的重要来源。在这种情况下，恒星形成星系和静止星系一起将主导EGB，几乎没有留下其他贡献的空间。如果其他来源，如耀变体，被发现对EGB有重要贡献，那么静止星系的气体质量或宇宙射线含量必须显着低于它们的恒星形成对应物。无论如何，改进的费米EGB测量将为静止星系中的热气和宇宙射线提供重要的限制。
2012-01-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Extragalactic star-forming galaxies with hypernovae and supernovae as high-energy neutrino and gamma-ray sources: the case of the 10 TeV neutrino data
根据最新的IceCube数据，我们讨论了从超新星和超新星进入宇宙的宇宙射线能量输入的含义，以及它们在宿主星系和星系团或星系群中的传播。在这些环境中的磁约束可能会导致有效的$pp$碰撞，导致扩散中微子光谱从PeV延伸到10 TeV的能量，光谱和通量水平与IceCube最近报道的兼容。如果10 TeV的中微子扩散背景主要来自于这样的CR库，那么相应的扩散γ射线背景应该与最近的\textit{Fermi}数据相一致。在这种情况下，来自超新星的CR能量输入应该占主导地位，这意味着如果超新星能量预算是超新星能量预算的两倍，那么星暴假设就不成立。因此，在不久的将来，这种强有力的情况可能得到支持或排除。
2015-04-24 astro-ph.HE hep-ph
Simulating Gamma-ray Emission in Star-forming Galaxies
正在形成恒星的星系发射出GeV和TeV的伽马射线，这些射线被认为是宇宙射线（CR）核与星际介质的强子相互作用产生的。为了理解发射，我们使用移动网格代码Arepo进行磁流体星系形成模拟与自洽CR物理。我们的星系模型展示了恒星形成的第一次爆发，在超新星中注入CR。一旦CRs在银河系中积累得足够多，它们的浮力就会克服环形盘场的磁张力。随着磁力线的打开，它们使各向异性扩散的CR能够逃逸到晕中，并加速泡沫状的CR主导的外流。然而，这些气泡是不可见的，在我们模拟的强子π介子衰变和二次逆康普顿发射的伽马射线图，因为在流出的气体密度低。通过采用恒星形成率（SFR）和远红外辐射之间的唯象关系，并假设伽马射线主要来自衰变的π介子，我们的模拟星系可以重现观察到的紧密关系之间的远红外和伽马射线发射，独立于我们是否考虑各向异性CR扩散。这表明，不确定性建模积极CR运输过程中只发挥了很小的作用，在预测伽马射线发射的星系。我们发现，在恒星爆发，大部分的CR能量是“热量”失去了强子相互作用。相比之下，由于绝热损失，伽马射线发射在低SFR下偏离这种量热性质，这在传统的单区模型中无法识别。
2017-09-15 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Star-forming galaxies as the origin of diffuse high-energy backgrounds: Gamma-ray and neutrino connections, and implications for starburst history
据预测，恒星形成星系对弥漫的伽马射线背景有相当大的贡献，因为它们是宇宙射线的保证储存库。假设产生高能γ射线的强子相互作用也产生高能中微子，并且O（100）PeV的宇宙射线可以产生并被限制在星暴星系中，我们讨论了恒星形成星系也是冰立方实验所观测到的高能中微子的主要来源的可能性。首先，我们计算弥漫的伽玛射线背景恒星形成的星系，采用最新的Herschel PEP/HerMES光度函数和依赖于费米观测报告的伽玛射线和红外光度之间的相关性。然后，我们推导出了恒星形成星系（包括正常星系和星暴星系）中弥散高能中微子的预期强度。我们的研究结果表明，星暴，包括那些与活动星系核和星系合并，可能是冰立方实验所观察到的高能中微子的主要来源。我们发现，假设宇宙射线光谱指数为2.1-2.2的所有星暴状星系，我们的预测可以与费米和冰立方数据一致，但较大的指数很容易无法解释所观察到的扩散中微子通量。以星暴高能谱指数为自由参数，从GeV能量外推到PeV能量，我们发现比E^（-2.15）更硬的谱可能被IceCube数据排除，这可能比费米数据对这个群体的约束更大。
2014-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
GeV emission in the region of the supernova remnant G51.26+0.11
超新星遗迹（SNR）G51.26+0.11是最近发现的，对它的性质和环境知之甚少。利用\emph{Fermi}大天区望远镜的数据，我们研究了在G51.26+0.11方向上看到的GeV辐射，以限制伽马射线的起源及其与SNR或恒星形成区域的可能关系。我们还寻找该地区分子气体的排放，可以为伽马射线的产生提供致密的材料。通过对G51.26+0.11从无线电到伽马射线的多波长光谱进行建模，我们得出了在几种可能的情况下可能产生发射的粒子群的特性。我们排除了附近的恒星形成区（如G051.010+00.060）作为GeV辐射的起源。伽马射线和射电形态之间的对应关系支持G51.26+0.11是伽马射线的原因。在GeV能量下观察到的平坦光谱能量分布最适合强子或逆康普顿发射，而韧致辐射模型不能正确地解释简单的单区情景下的无线电通量。高能光子的脉冲星风星云起源不能被排除或证实。
2021-08-15 astro-ph.HE
A new model for the Fermi-LAT Extragalactic Gamma-Ray Background
假设γ射线光度函数与射电星系的光度函数成正比，blazar的光谱能量分布由blazar序列给出，计算了blazar（平谱射电类星体和BL-Lac）对Fermi-LAT河外γ射线背景的贡献。我们发现耀变体占费米-LAT EGB总量的45%。然而，在低能量（<10 GeV）和高能量（>50 GeV）时，耀变体的贡献不足以解释观测到的背景光。在E<10 GeV时，河外伽马射线背景可以通过考虑恒星形成星系的额外贡献来完全解释，而在非常高的能量下，由于河外背景光的吸收占主导地位，观察到的背景需要额外的未知成分。
2011-10-31 astro-ph.HE
Constraining the Diffusion Coefficient and Cosmic-Ray Acceleration Efficiency using Gamma-ray Emission from the Star-Forming Region RCW 38
本研究利用 Fermi-LAT 和 Chandra 数据分析 RCW 38 的伽马射线与 X 射线辐射，估算星风功率与 CR 加速效率，发现星风是银河系宇宙射线的重要来源。
2024-10-17 astro-ph.HE
Prospects of newly detecting nearby star-forming galaxies by the Cherenkov Telescope Array
讨论了切伦科夫望远镜阵列（CTA）在研究邻近恒星形成星系甚高能γ射线辐射方面的应用前景。在以前的工作中，我们建立了一个模型来计算宇宙射线与星际介质（ISM）相互作用产生的π衰变γ射线发射的光度和能谱，从四个物理量星系[恒星形成率（SFR），气体质量，恒星质量和有效半径]。该模型与观测到的几个邻近星系的GeV-TeV辐射符合得很好。应用这个模型尚未检测到的TeV（主要是从KINGFISH目录）附近的星系，它们的强子伽马射线光度和光谱进行了预测。我们确定了CTA检测机会最高的星系，包括NGC 5236，M33，NGC 6946和IC 342。关于伽马射线光谱，NGC 1482是特别有趣的，因为我们的模型预测，这个星系接近量热极限和它的伽马射线光谱指数GeV-TeV接近宇宙射线质子注入ISM。因此，即使它的GeV通量低于{ \it Fermi}大区域望远镜的灵敏度极限，CTA也可以探测到这个星系。在TeV的制度，大多数星系是不是在量热极限，和预测的TeV流量是低于假设之间的TeV光度和SFR的M82和NGC 253的简单关系，通常由一个因素的15。这意味着需要一个超越量热极限假设的更复杂的模型来研究恒星形成星系的TeV辐射。
2021-07-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
The diffuse extragalactic gamma-ray background radiation: star-forming galaxies are not the dominant component
本研究基于邻近星系伽马射线光度校准和高红移巡天数据，计算发现恒星形成星系对费米未分辨河外伽马射线背景的最大贡献仅约50%–60%（1–10 GeV），并非主导成分。
2025-06-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Nonthermal Emission from Star-Forming Galaxies
对邻近星暴星系M82和NGC 253以及其他本星系群星系的高能γ射线辐射的探测，拓宽了我们对非活动星系核恒星形成星系中恒星驱动的非热过程和现象的认识。我们回顾了星暴星系中相关过程及其模拟的基本方面。由于这些过程涉及高能电子和质子加速SN冲击，它们各自的辐射产额可以用来探索SN粒子辐射连接。具体而言，SN活动，高能粒子，和它们的辐射产额之间的关系，通过在几个恒星形成星系的粒子能量密度的各自措施进行评估。推导出的能量密度范围从非常安静环境中的O（0.1）eV/cm ^3到恒星形成率非常高的区域中的O（100）eV/cm ^3。
2013-04-01 astro-ph.HE
Exploring the physics behind the non-thermal emission from star-forming galaxies detected in gamma rays
恒星形成星系（SFG）发射从无线电到伽马射线的非热辐射。我们的目标是调查的主要机制，全球CR运输和冷却的SFG。它们在塑造非热光度和SFR之间关系方面的贡献方式可以揭示它们的本质。我们开发了一个模型来计算SFG的CR人口，考虑到他们的生产，运输和冷却。该模型仅通过全球星系属性参数化，并描述了无线电和伽马射线的非热发射。我们专注于银河风的扩散和平流运输的作用，无论是由湍流或热不稳定性。我们比较模型预测的意见，我们编译一套均匀的光度在这些无线电波段，并更新那些可用的伽马射线。我们的模型再现合理以及所观察到的伽马射线或1.4 GHz的无线电光度和SFR之间的关系，假设一个单一的幂律缩放的磁场与后者的指数β =0.3，风吹在阿尔芬速度或典型的星爆风速。对于> 30 Mo/年，CR逃逸可忽略不计。一个恒定的电离分数的星际介质未能再现150兆赫的无线电光度在整个SFR范围。我们的研究结果加强了这样一种想法，即具有高SFR的星系是CR量热计，并且驱动质子逃逸的主要机制是扩散，而电子逃逸也通过风平流进行。他们还建议，这些风应该是CR或热驱动在低和中等SFR，分别。我们的研究结果在全球范围内支持磁流体动力学湍流是负责的SFR上的磁场强度的依赖性和电离分数是强烈不利的，在整个SFR范围内是恒定的。
2021-09-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Observations of the Large Magellanic Cloud with Fermi
背景：大麦云云（LMC）是迄今为止唯一一个在高能伽马射线中被探测到的正常外部星系。高能伽马射线追踪粒子加速过程和伽马射线观测允许研究加速的性质和地点。目的：通过对大麦哲伦星云γ射线观测资料的分析，揭示大麦哲伦星云中宇宙射线的分布和来源。研究方法：我们分析了11个月的连续巡天观测获得的大面积望远镜搭载费米伽马射线太空望远镜和比较它的示踪剂的星际介质和模型的伽马射线源在LMC。结果：LMC在33 sigma显著性下被检测到。LMC的积分>100 MeV光子通量为（2.6 +/- 0.2）* 10^-7 ph/cm 2/s，对应的能通量为（1.6 +/- 0.1）* 10^-10 erg/cm 2/s，系统不确定度约为16%。分析显示，除了在银河系北部发现的较暗的发射区域外，剑鱼座30大质量恒星形成区是大麦哲伦星系中伽马射线发射的明亮来源。大麦哲伦星系的伽马射线辐射与气体密度的相关性很小，而与大质量恒星形成区的示踪物相关。伽马射线发射到恒星形成区域的紧密限制表明宇宙射线质子扩散长度相对较短。结论：宇宙射线密度和大质量恒星示踪剂之间的密切相关性支持了这样一种观点，即宇宙射线在大质量恒星形成区被加速，这是由于大质量恒星的恒星风和超新星爆炸输入到星际介质中的大量动能的结果。
2010-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Gamma-Ray Absorption By The Cosmic Lyman Continuum From Star-forming Galaxies
由于发现了被称为“绿豌豆星系”的超强发射线星暴星系（EELG），我们在这里考虑了它们对高红移电离紫外线星系际通量的贡献。大多数已被观测到的星系都显示出它们的通量在莱曼极限的蓝色方向上急剧下降。然而，最近对EELG的观测发现，更多的莱曼连续谱光子从它们逃逸到星系际空间，比以前怀疑的要多。我们计算了它们对河外背景光的贡献。我们还计算了这些光子对高能$γ$ -射线吸收的影响。对于更遥远的$γ$射线源，特别是在$z \ge 3$，星系际不透明度超过几个GeV是显着高于以前的估计，忽略了莱曼连续光子。我们计算的结果，这种增加的不透明度观察到的$γ$ -射线光谱，这产生了一个高能量的营业额开始在较低的能量比以前认为，和一个渐进的光谱陡峭，也可以观察到。
2021-08-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Environments of Short-Duration Gamma-Ray Bursts and Implications for their Progenitors
[摘要]由于2005年5月发现了第一个余辉和宿主星系，近年来对短持续时间伽马射线暴（GRB）的研究经历了一场彻底的革命。这些观测结果表明，短伽玛暴是宇宙学起源的，存在于恒星形成星系和椭圆星系中，与超新星无关，并且跨越~10^48-10^52尔格的各向同性等效能量范围。然而，一个基本的问题仍然没有答案：什么是短伽玛暴的祖先？最流行的理论模型调用的合并与中子星和/或黑洞成分的紧凑的对象双星。然而，其他的可能性也存在，包括磁星通过快速通道（大质量恒星核心坍缩）和延迟通道（白矮星合并，白矮星吸积引起的坍缩）形成，或者中子星的吸积引起的坍缩。在这篇评论中，我总结了我们目前的知识的银河系和亚银河系的环境中的短伽玛暴，并使用这些观测得出推论的祖先人口。最关键的结果是：（i）一些短伽玛暴在死椭圆星系中爆发;（ii）大多数短伽玛暴发生在恒星形成星系中;（iii）短伽玛暴的恒星形成宿主与长伽玛暴的不同（较低的恒星形成率，较高的光度和金属），而不是从一般的场星系人口绘制;（iv）短伽玛暴相对于其宿主星系中心的物理偏移量明显大于长伽玛暴，（v）观测到的偏移量分布与NS-NS双星合并的预测符合得很好;短伽马射线暴在其宿主内部的低亮度位置，但似乎与静止框架光学光（老恒星）比紫外光（年轻的大质量恒星）更密切相关。
2011-02-03 astro-ph.HE
Star-Forming Galaxies Significantly Contribute to the Isotropic Gamma-Ray Background
各向同性伽马射线背景（IGRB）的起源--河外伽马射线天空中无法分解为单个点源的部分--为高能宇宙的演化提供了强有力的探测。恒星形成星系（SFG）是IGRB最有可能的贡献者之一，尽管它们的贡献很难限制，因为它们的流量分布主要是由许多微弱的来源。我们产生了一种新的联合似然分析的$γ$射线发射从584 SFG，利用先进的统计技术来比较低的显着性过剩的分布对非泊松$γ$射线背景波动。我们首先研究SFG的远红外和$γ$射线光度之间的理论上良好的动机关系，利用$γ$射线光度由log $_{10}$（L $_γ$ /（erg s $^{-1}$））= $α$ log $_{10}$（L $_{IR}$ /（10 $^{10}$ L $_\odot$））+ $β$给出的模型。我们计算出最佳拟合参数$α$ = 1.18 $\pm$ 0.15，$β$ = 38.49 $\pm$ 0.24，该关系的对数正态离散度为$σ$ = 0.39 $\pm$ 0.12。$α$和$β$的最佳拟合值与先前的研究一致。我们发现一个更大的分散在远红外$γ$射线相关性比以前的研究。该分散在5.7 $σ$水平下是显著的。这些结果表明，SFG显着有助于IGRB，产生61.0 $^{+30.2}_{-18.3}\%$的总IGRB强度以上的能量为1 GeV。随着最近的工作，这强烈表明，多个源类提供了相当的贡献IGRB强度。我们讨论…
2016-12-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Evidence of a spectral break in the gamma-ray emission of the disk component of Large Magellanic Cloud: a hadronic origin?
有人认为，附近恒星形成星系的高能伽马射线发射（$>100{\rm MeV}$）可能主要是由宇宙射线通过中性π介子衰变与星际介质碰撞产生的。π介子衰变机制预测了伽马射线光谱中的独特光谱特征，其特征在于快速上升的光谱和低于几百MeV的光谱中断。本文报道了大麦云（LMC）盘辐射在500 MeV附近的光谱突变的证据，这是在分析{ \it Fermi}-大天区望远镜观测到的低至60 MeV的γ射线数据中发现的。这种破裂与γ射线发射的π介子衰变模型是一致的，尽管轻子模型，如电子韧致辐射，不能完全排除。
2017-05-17 astro-ph.HE
