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
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
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
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 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
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
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
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
A hard spectrum diffuse gamma-ray component associated with HII gas in the Galactic plane
分析Fermi伽马射线数据发现银河系弥漫伽马射线可分为软硬两谱分量，分别对应总气体和HII气体，揭示了CR加速器附近的硬CR群与银河系均匀CR海。
2023-05-19 astro-ph.HE
Quantitative constraint on the source contribution to the Galactic diffuse gamma rays detected by the Tibet air shower array
本研究基于LHAASO的100TeV以上新γ射线源观测，定量约束西藏空气簇射阵列探测的398TeV以上银河弥散γ射线的未分辨源贡献占比，99%置信度下低于31%，证实多数事件为真正弥散成分。
2023-10-09 astro-ph.HE
The diffuse $γ$-ray background is dominated by star-forming galaxies
费米伽马射线太空望远镜揭示了能量从0.1 GeV到1 TeV的弥散$γ$射线背景，它可以分为银河系发射和各向同性的河外成分。由于缺乏能够预测许多候选源（主要是活动星系核和恒星形成星系）产生的$γ$射线辐射的物理模型，以前对后者的理解受到了阻碍，使得它们的贡献受到了很大的限制。在这里，我们提出了一个计算的贡献恒星形成星系的$γ$ -射线的背景，不依赖于经验标度，而是基于一个物理模型的$γ$ -射线发射时，宇宙射线加速超新星遗迹与星际介质相互作用。在对当地的观测验证模型，我们将其应用到观察到的宇宙学恒星形成星系人口和恢复一个很好的匹配的总强度和光谱斜率的$γ$射线背景，表明恒星形成星系单独可以解释充分的弥漫，各向同性的$γ$射线背景。
2021-09-15 astro-ph.HE
Fermi-LAT measurement of the diffuse gamma-ray emission and constraints on the Galactic Dark Matter signal
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。在没有强大的暗物质信号的情况下，我们设置保守的暗物质限制，要求暗物质信号不超过所观察到的漫射伽马射线发射。第二组更严格的限制是基于对前景天体物理漫发射的建模而得出的。在扩散宇宙线晕的高度不变的情况下，宇宙线源在银河系中的分布、宇宙线注入谱的电子指数和星际气体的柱密度都被考虑在内，而宇宙线传播的参数则由局部宇宙线数据拟合而得。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。
2012-12-30 astro-ph.HE
MeV Gamma-Ray Source Contribution to the Inner Galactic Diffuse Emission
内银河辐射的起源，由COMPTEL测量，在1-30 MeV的能量范围内，从内银河区域的$\sim 10^{-2} ~{\rm MeV~ cm}^{-2}~ {\rm s}^{-1}~ {\rm sr}^{-1}$通量，自发现以来一直悬而未决。在本文中，我们阐述了一个模型的个人MeV伽马射线源未解决的COMPTEL。这是进行交叉匹配的Swift-BAT和费米-LAT目录之间的源，通过内插的硬X射线和GeV的伽马射线范围内的能谱，以及两个目录之间的不匹配的源。我们发现源对COMPTEL发射的贡献至少为~ 20%。结合没有很好约束的银河漫发射，COMPTEL发射在某些情况下可以大致再现。
2023-01-05 astro-ph.HE
Diffuse gamma-ray emission from galactic pulsars
毫秒脉冲星是Fermi-LAT发现的第二丰富的源群。它们可能对费米LAT（IDGRB）在高纬度测量的漫射辐射有不可忽视的贡献。伽马射线源也有助于小尺度上测量的费米LAT的IDGRB的各向异性。我们的目标是评估未解决的对应的检测到的MSP人口的IDGRB和测量的各向异性产生的这个源类的最大分数的贡献。通过考虑射电和伽马射线观测约束，我们模拟了银河系中的MSP空间分布和伽马射线发射参数。通过模拟大量的MSP群体，我们计算的平均漫发射和各向异性1-西格玛上限。在2 GeV的光谱峰值所在的位置，未解决的MSP的发射，是在纬度10度以上的测量IDGRB的最多0.9%。未分辨MSP源的角功率的1-sigma上限比30度以上的费米LAT测量结果小约60倍。我们的结果表明，这种银河源类别对高纬度伽马射线天空的贡献可以忽略不计，并证实测量的漫发射的大部分强度和几何特性都可以归因于其他河外源类别。尽管如此，鉴于MSP分布，我们预计他们在低纬度地区的伽玛射线漫发射作出重大贡献。由于，沿银盘，人口的年轻脉冲星克服了在数量上的MSP之一，我们计算的伽马射线辐射从整个人口的未解决的脉冲星在两个低纬度地区：内银河系和银河系中心。
2014-11-04 astro-ph.HE
Spectra of cosmic ray electrons and diffuse gamma rays with the constraints of AMS-02 and HESS data
最近，AMS-02报告了他们对宇宙射线（CR）的观测结果。除了AMS-02的数据，我们添加HESS数据，以估计CR电子和扩散的伽马射线以上TeV的光谱。在传统的扩散模型中，利用GALRPOP软件包对CR电子和扩散γ射线的光谱特征进行了全局分析。结果表明，简单的幂律定律不能完全再现CR电子主分量的谱结构，其对应的破缺约为100 GeV。在99% C.L.，裂缝以上的注入指数从2.54下降到2.35，而裂缝以下的注入指数仅在2.746 - 2.751之间。CR电子的谱也不需要加入TeV截止来匹配HESS数据的特征。基于CR电子通量与其主要成分之间的差异，预测的CR正电子过剩与脉冲星或暗物质的解释是一致的。利用AMS-02和HESS资料对银河系扩散γ射线进行了间接约束分析，发现在高纬地区，银河系扩散γ射线通量与Fermi-LAT的GeV资料一致。结果表明，从高纬到低纬，逆康普顿散射（IC）分别在几百GeV到几十TeV的能量范围内占主导地位，在20 TeV能量范围内，银河系各区域的漫射γ射线通量均小于CR电子通量。
2015-10-05 astro-ph.HE
Diffuse Gamma Rays in 3D Galactic Cosmic-ray Propagation Models
银河系宇宙射线传播问题数值解的Picard代码允许高分辨率模型，承认我们银河系的3D结构。Picard被用来确定银河系在100 MeV到100 TeV能量范围内的弥散伽马射线发射。我们讨论的宇宙射线源分布与银河系的螺旋臂的一系列这样的螺旋臂模型的影响。正如预期的那样，对伽马射线发射的影响在逆康普顿通道中最为明显，在那里可以看到螺旋臂的印记，并产生不再与银河旋转轴对称的预测。我们将说明这些差异的直接比较，从以前的轴对称银河系传播模型的结果：我们发现在全球尺度上的伽马射线通量的差异，并在当地尺度上的旋臂切线。我们比较伽马射线通量和光谱在臂与离臂投影和表征的差异轴对称模型。
2017-01-25 astro-ph.HE
Diffuse Galactic gamma ray flux at very high energy
对银河系扩散伽马射线通量的观测是研究银河系不同区域宇宙射线的最有力工具，因为光子的能量和角分布编码了整个银河系相对论粒子的密度和光谱形状的信息。一个具有根本重要性的公开问题是，银河系遥远区域的宇宙射线是否具有在地球上观察到的相同光谱形状。如果质子和原子核的光谱形状在整个银河系中都是相等的，那么漫射伽马射线通量中占主导地位的强子成分的角分布，在校正吸收效应之后，一定是与能量无关的。为了在实验上研究扩散通量的能量和角度依赖性的这种因式分解的有效性，有必要在非常宽的能量范围内比较观测结果。将观测扩展到能量为$E_γ\simeq 0.1$ -10 ~PeV的范围是非常有趣的，因为它允许研究被称为“膝盖”的特征周围的宇宙射线谱。在这个能量范围内的光子的吸收概率是不可忽略的，并且扭曲了漫射通量的能量和角分布，因此，对吸收效应的精确计算对于数据的解释是必要的。在这项工作中，我们提出了在非常高的能量，宇宙射线能谱的空间依赖性的不同假设下构建的漫射伽马射线通量的预测，并讨论了目前和未来的探测器的观测的潜力。
2018-04-26 astro-ph.HE
Diffuse gamma-ray emission in the vicinity of young star cluster Westerlund 2
我们报告了我们对费米卫星上的大面积望远镜（LAT）向年轻的大质量星团Westerlund 2方向获得的公开数据的分析结果。我们在Westerlund 2附近发现了显着的扩展伽马射线发射，具有从1 GeV延伸到250 GeV的硬幂律能谱，光子指数为2.0 +/- 0.1。我们认为，在几个替代方案中，在韦斯特伦德2的发光恒星可能是负责周围星际介质的弥漫伽马射线发射的粒子加速的网站。特别是年轻的星团Westerlund 2可以提供足够的非热能来解释伽马射线的发射。在这种情况下，由于伽马射线产生区域明显大于星团所占的面积，我们得出结论，伽马射线的产生是由加速质子和原子核与周围气体的强子相互作用引起的。在这种情况下，相对论粒子的总能量预算估计为1 e50 erg。
2017-10-08 astro-ph.HE
Contribution of Cosmic Rays from Sources with a Monoenergetic Proton Spectrum to the Extragalactic Diffuse Gamma-Ray Emission
讨论了对地面阵列记录的粒子通量有微小贡献的超高能（E > 4 × 10^19 eV）宇宙射线的河外源。我们表明，从这样的源的宇宙射线可以产生一个显着的扩散伽马射线通量在星系际空间相比，费米LAT（机载费米空间天文台）获得的数据。一种可能的类型的活动星系核（AGN），其中宇宙射线质子可以被加速到1021 eV的能量被认为是这样的源的说明。我们的结论是，来自活动星系核的超高能宇宙射线对河外弥漫伽马射线辐射有重要贡献。此外，一个约束的分数正在考虑中的活动星系相对于BL Lac对象和射电星系已获得从比较与费米LAT数据。
2018-12-30 astro-ph.HE
Galactic diffuse gamma-ray emission from GeV to PeV energies in light of up-to-date cosmic ray measurements
该研究联合Fermi-LAT与LHAASO数据，检验基于最新宇宙线能谱和简化传播模型的银河弥散伽马辐射预测，发现数GeV至约60 TeV存在超出，并以约30 TeV截断的幂律成分解释。
2023-09-08 astro-ph.HE
Contribution of starburst nuclei to the diffuse gamma-ray and neutrino flux
在星暴星系的核中，超新星爆炸的加速和高气体密度的结合表明，宇宙射线可以有效地产生，并且大多数宇宙射线在逃离这些区域之前失去了能量，导致大量的次级产物，包括中微子。虽然从单个星暴区域推断出的通量预计会远低于当前中微子望远镜的灵敏度，但这些来源可能会对冰立方测量的扩散中微子通量做出重大贡献。在这里，我们计算的伽玛射线和中微子通量由于星暴星系的基础上的宇宙射线运输的一个星暴核的物理模型，并占的红移演化的星暴源的数量密度推断，从最近的恒星形成率的测量。该模型考虑了源内部和星系际介质中的伽马射线吸收。后一个过程是负责电磁级联，这也有助于在较低的能量扩散伽马射线背景。本文研究了在星暴区宇宙线质子加速到能量超过$ \sim 10 \, \rm PeV$的条件，这是产生PeV中微子所必需的。我们表明，星暴核可以占弥漫中微子流量以上$\sim 200 \, \rm TeV$，从而产生$\lesssim 40 \%$的河外弥漫伽马射线背景。在$\sim 200 \, \rm TeV$以下，来自星暴的通量似乎比观测到的要低一些，其中银河系的贡献和大气中微子的通量可能是造成这种差异的原因。
2020-03-25 astro-ph.HE
Reconciling the diffuse Galactic gamma-ray and the cosmic ray spectra
大部分银河系GeV的伽马射线辐射是由宇宙射线（CR）质子与ISM质子碰撞产生的。因此，观测到的伽马射线和CR的光谱应该是密切相关的。最近对费米-LAT的观测显示，在人马座和船底座切线之间，伽马射线谱在100 GeV左右硬化，在银河平面上下几度进一步硬化。然而，标准的CR传播模型，假设一个时间无关的源分布和一个位置无关的扩散不能产生一个空间依赖的CR（因此伽马射线）光谱斜率。在这里，我们考虑一个动态的螺旋臂模型中，CR源的分布集中在（动态）螺旋臂，我们研究这种模型的$π^0$衰变产生的γ射线谱的影响。在这个模型中，在银河臂附近，观测到的伽马射线光谱斜率与CR注入光谱和扩散系数的能量依赖性并不无关紧要。我们发现独特的签名，同意费米-LAT的意见。该模型还提供了一个物理解释的差异之间的局部CR光谱斜率和CR斜率推断的平均伽玛射线谱。
2017-01-10 astro-ph.HE
Diffuse Gamma-ray Observations of the Orion Molecular Clouds
我们报告了费米伽马射线空间望远镜上的大面积望远镜对局部巨型分子云猎户座A和B的漫射伽马射线观测的初步分析。云的伽马射线发射可以用宇宙射线和云中原子核之间的强子和电磁相互作用来很好地解释。因此，我们获得猎户座A云和B云的总质量分别为（80.6 +/- 7.5 +/- 4.8）x 10^3 Msun和（39.5 +/- 5.2 +/- 2.6）x 10^3 Msun，距离云的距离为400秒差距。银河CR光谱由GALPROP根据CR的本地观测结果预测。分子云的结构已被射电望远镜广泛研究，特别是利用CO分子谱线强度（WCO）和一个常数的WCO到N（H_2）的转换因子（= XCO）。然而，发现Orion A和B的该因子显著不同：分别为1.76 +/- 0.04 +/- 0.02和1.27 +/- 0.06 +/- 0.01。
2010-01-15 astro-ph.HE
Constraining Dark Matter and Ultra-High Energy Cosmic Ray Sources with Fermi-LAT Diffuse Gamma Ray Background
利用Fermi LAT对各向同性$γ$射线背景（IGRB）的最新测量结果，分析了未分辨点$γ$射线源对IGRB的贡献，建立了超高宇宙射线（UHECR）起源模型的约束条件。我们还计算了最小的预期扩散$γ$射线通量产生的UHECR与星际光子背景的相互作用。最后，为子类的暗物质（DM）模型与衰减的弱相互作用大质量粒子（WIMP），我们建立约束的粒子衰变时间使用最小的预期贡献IGRB未解决的点$γ$射线源和UHECR。
2016-08-26 astro-ph.HE
The Possibility of Investigating Ultra-High-Energy Cosmic-Ray Sources Using Data on the Extragalactic Diffuse Gamma-Ray Emission
我们提供了我们的估计的伽马射线发射的强度与能量接近0.1 TeV产生在银河系内的空间中的相互作用的宇宙射线与背景排放。我们假设宇宙射线源是点状的，它们是活动星系核。我们考虑了以下几种可能的源：遥远而强大的源，红移可达z=1.1，具有单能粒子谱，E=10^21 eV;同样的物体，但具有幂律粒子谱;以及红移为0<z<=0.0092的邻近源，即距离不大于50 Mpc，也具有幂律粒子谱。能量为0.1 TeV的宇宙射线对河外弥漫伽马射线背景的贡献取决于源的类型，或者更具体地说，贡献范围从f<<10^（-4）到f约为0.1。取决于源模型。我们的结论是，河外背景γ射线发射的数据可以用来确定宇宙射线源的特性，即它们的距离和粒子能谱的图案。关键词：宇宙射线，弥漫伽玛射线辐射，活动星系核。待发表于：Astronomy Letters，2017，vol. 43，No.8，pp. 529-535.
2017-07-09 astro-ph.HE
Constraints on the Diffuse Gamma-Ray Background with HAWC
在高纬度地区，100 GeV以上的漫射伽马射线背景（DGB）预计是由尚未解决的河外天体产生的，如活动星系核，各向同性的银河伽马射线，以及银河暗物质晕中的暗物质湮灭或衰变可能产生的辐射。DGB已经被观测到接近1 TeV，但尚未在更高的能量下被探测到。探测到或严格限制DGB超过这个能量将产生强烈的多信使后果，例如限制在冰立方中观察到的天体物理中微子的起源。高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台对1 TeV以上的伽马射线具有最高的灵敏度，每天观测超过2/3的天空。凭借其高能量范围和大面积覆盖，HAWC可以显着提高在TeV能量的DGB的搜索。我们将研究HAWC数据集的参数切割，以更好地将伽马射线空气簇射与背景强子簇射隔离开来。这与新的背景估计技术相结合将提高HAWC对DGB的灵敏度。我们将提出一个限制的DGB与HAWC以及它的影响，多信使和暗物质的研究。
2019-08-30 astro-ph.HE
Diffuse gamma-ray emission in the vicinity of open cluster Berkeley 87
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；Shanghai Key Laboratory of Space Navigation and Positioning Techniques（上海市空间导航与定位技术重点实验室）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学李政道研究所）
利用费米数据发现了伯灵顿87年轻大质量星团附近的弥漫性伽马射线发射，该发射具有0.36度的角扩展和2.68的光子指数，有缘故认为是由于密集气体和星团强恒星风导致的质子场景。
2026-09-23 astro-ph.HE
Origin of Galactic sub-PeV diffuse gamma-ray emission: Constraints from high-energy neutrino observations
最近，西藏大气簇射阵列和μ子探测器阵列（西藏AS+MD阵列）在银盘中发现了含$0.1\,{\rm PeV}<E_γ<1\,\rm PeV$的弥散γ射线。虽然测得的子PeV通量可能是兼容的强子起源在传统的银河宇宙线传播模型，我们发现，它是在可能的紧张局势与非检测银河中微子发射的冰立方中微子望远镜。我们进一步发现，存在一个额外的宇宙线成分的相对硬的频谱，这可能是有关的天鹅座茧区和其他PeV宇宙射线源在银河系盘，将缓解紧张。这种情况意味着在天鹅座地区存在一个极端的加速器，无论是质子或电子超过PeV，并预测天鹅座茧的伽马射线光谱的延续高达1 PeV，可能硬化超过$\sim 30-100\,$ TeV。
2021-06-01 astro-ph.HE
How far are the sources of IceCube neutrinos? Constraints from the diffuse TeV gamma-ray background
冰立方最近探测到的TeV-PeV中微子的几乎各向同性分布表明，它们来自我们银河系以外的距离，但由于缺乏与已知来源的任何联系，它们的距离在很大程度上是未知的。在本文中，我们建议，随着中微子的产生，累积的TeV伽马射线发射可以用来约束这些中微子源的距离，因为由于河外背景光（EBL）的吸收，TeV伽马射线的不透明度取决于这些TeV伽马射线已经走过的距离。由于\emph{Fermi}测量到的河外TeV背景比预期的与冰立方中微子相关的累积通量弱得多，如果冰立方中微子的来源对TeV伽马射线是透明的，那么大多数的冰立方中微子必须来自大于TeV伽马射线视界的距离。我们发现80%以上的冰立方中微子应该来自红移为$z>0.5$的源。因此，找到与冰立方中微子相关的附近来源的机会很小。我们还发现，为了解释TeV γ射线发射约束下的中微子通量，中微子源密度的红移演化必须至少与宇宙恒星形成速率一样快。
2016-05-18 astro-ph.HE
On the Contribution of Unresolved Pulsars to the Ultra-high-energy Galactic Diffuse Gamma-Ray Emission
本研究基于ATNF与LHAASO星表数据，提出数据驱动方法估算未分辨脉冲星风云与TeV晕对超高能河内弥散伽马射线的贡献，明确几十TeV以上该辐射并非由未分辨脉冲星源主导。
2024-11-01 astro-ph.HE
Detection of diffuse gamma-ray emission near the young massive cluster NGC 3603
我们报道了费米大天区望远镜对年轻大质量星团NGC3603方向的扩展伽马射线辐射的探测。从1 GeV到250 GeV的发射显示出光子指数为2.3的硬光谱。该结构的大尺寸和高亮度使其不太可能是脉冲星风星云。另一方面，与电离气体的空间相关性表明强子起源。假设γ射线是在宇宙射线与周围气体相互作用中产生的，则宇宙射线质子的总能量估计为$10^{50} ~\rm erg$量级。环境和光谱特征与天鹅茧有显著的相似性。它揭示了年轻的星团可能是一个伽马射线源群体，他们可以潜在地加速银河系宇宙射线的显着部分。
2016-12-07 astro-ph.HE
The origin of MeV gamma-ray diffuse emission from the inner Galactic region
本文通过估算未分辨点源贡献（约20%）和GALPROP计算的银河系弥散辐射（约30-80%），解释了COMPTEL观测到的内银河系MeV辐射起源，并构建全天图像以指导未来MeV伽马射线任务。
2023-06-01 astro-ph.HE
Pinpointing the knee of cosmic rays with diffuse PeV gamma-rays and neutrinos
宇宙线谱中膝的起源是一个尚未解决的基本问题。对于不同的破断位置和膝关节的组成，有各种各样的预测模型。在这项工作中，我们建议使用扩散$γ$ -射线和中微子作为探针来测试这些模型。基于几种典型的组分模型，计算了扩散$γ$射线谱和中微子谱，它们在几十TeV到几PeV的能量范围内表现出不同的截止行为.预期的通量将通过新升级的Tibet-AS $γ$ +MD（μ子探测器）实验以及更敏感的未来项目（如LHAASO和HiSCORE）进行观测。通过比较中微子能谱与冰立方实验的观测结果，我们发现，来自宇宙射线与星际介质相互作用的散射中微子可能不是冰立方事件的主要原因。未来对中微子的测量可能能够识别银河系扩散成分，并进一步阐明宇宙射线的膝盖问题。
2014-10-10 astro-ph.HE
Diffuse gamma-ray emission from the vicinity of young massive star cluster RSGC 1
我们报告费米大天区望远镜（Fermi-LAT）探测到的年轻大质量星团RSGC 1的伽马射线辐射。使用最新的源目录和漫射背景模型，我们发现该区域的漫射伽马射线发射可以分解为三个不同的分量。来自HESS J1837-069区域的GeV伽马射线发射具有1.83 $\pm$ 0.08的光子指数。结合HESS和MAGIC的观测数据，我们认为该区域的γ射线辐射可能来自脉冲星风星云（PWN）。来自西北部（A区）的伽马射线发射可以用半长轴和半短轴分别为0.5 $^{\circ}$和0.25 $^{\circ}$的椭圆来模拟。GeV发射具有光子指数为2.05 $\pm$ 0.02的硬光谱，并且与TeV源MAGIC J1835-069部分一致。该区域γ射线辐射的可能来源是被SNR G24.7+0.6或/和OB星团G25.18+0.26加速的宇宙射线（CR）与周围气体云的相互作用。从东南区域（区域B）的GeV伽马射线发射可以被建模为半长轴和半短轴分别为0.9 $^{\circ}$和0.5 $^{\circ}$的椭圆，并且还揭示了硬伽马射线谱。我们认为，最可能的起源是在年轻的大质量星团RSGC 1的加速质子与周围的气体云的相互作用，和宇宙射线（CR）质子的总能量估计高达$\sim$ 1 × 10 $^{50}$尔格。
2020-06-03 astro-ph.HE
Diffuse gamma-ray emission around the Rosette Nebula
本研究利用13年以上Fermi-LAT数据重新分析玫瑰星云GeV伽马辐射，通过引入HII气体模板改进空间模型，发现其伽马射线谱比此前结果更硬，表明玫瑰星云可能是又一个伽马射线辐射年轻大质量星团。
2023-09-17 astro-ph.HE
Common origin of the diffuse high energy backgrounds of gamma rays, neutrinos and cosmic ray positrons?
我们发现观测到的天文中微子、γ射线和宇宙射线正电子的高能扩散背景的通量、光谱和天空分布满足简单的关系，这是从它们在高能宇宙射线（CR）与扩散物质的强子碰撞中的共同产生所预期的。这提供了令人信服的证据，高能中微子，伽马射线和正电子背景有一个共同的起源-强子介子生产的宇宙射线在我们的银河系和外部星系，而不是通过衰变/湮灭的暗物质粒子。
2016-02-12 astro-ph.HE hep-ph
Determining the Spectrum of Cosmic Rays in Interstellar Space from the Diffuse Galactic Gamma-Ray Emissivity
超过90%的银河系气体相关的伽马射线发射率高于1 GeV是由于中性π介子衰变形成的碰撞之间的宇宙射线和星际物质，轻子诱导的过程变得越来越重要低于1 GeV。鉴于费米空间天文台上的大面积望远镜对~50 MeV和~4 GeV之间的局部星际气体的伽马射线发射率进行了高质量的测量，现在是重新详细研究这一主题的时候了，包括强子产生机制。发射率光谱将使星际宇宙射线光谱能够可靠地确定，为起源和传播研究以及太阳调制模型的输入提供参考。这种分析的方法和说明性的结果。
2013-07-01 astro-ph.HE
Diffuse $γ$-ray emission around the massive star forming region of Carina Nebula Complex
报道了费米大天区望远镜（Fermi-LAT）对船底座星云复合体（CNC）大质量恒星形成区的$γ$射线辐射的探测。使用最新的源目录和扩散背景模型，我们发现，在这个地区的GeV $γ$射线发射可以分解成三个不同的组件。从中心点源发射的GeV $γ$射线被认为是起源于船底座η星（$η$ Car）。我们进一步发现CNC周围的扩散GeV $γ$射线发射可以用两个半径分别为0.4°（区域A）和0.75°（区域B）的高斯盘来模拟。从A区和B区得到的GeV $γ$射线辐射与导出的分子气体在天空中的投影有很好的空间一致性。A区的GeV $γ$射线辐射揭示了π介子衰变过程的特征谱形，这表明$γ$射线是由强子宇宙射线与周围气体相互作用产生的。B区的$γ$射线谱的硬光子指数为2.12 $\pm$ 0.02，与其它年轻大质量星团的硬光子指数相似。我们认为，扩散的GeV $γ$ -射线发射在区域A和区域B可能起源于加速质子与周围气体的相互作用的集群。
2022-10-04 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
