Stochastic modelling of cosmic ray sources for diffuse high-energy gamma-rays and neutrinos
针对银河系宇宙射线源未确认的问题，采用蒙特卡洛方法建模从 GeV 到 PeV 能量的弥散辐射，证明从 GeV 外推到 PeV 必然失败，并解释了数百 TeV 处观测差异。
2023-09-06 astro-ph.GA astro-ph.HE
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
Fermi-LAT Observations of the Diffuse Gamma-Ray Emission: Implications for Cosmic Rays and the Interstellar Medium
大于100 MeV的伽马射线天空主要是由宇宙射线与银河系星际气体和辐射场相互作用产生的漫射辐射。对这些漫射辐射的观测为研究宇宙射线的起源和传播以及星际介质提供了一种工具。我们目前的测量从第一个21个月的费米-LAT任务，并与使用GALPROP代码产生的漫射伽马射线发射的模型进行比较。这些模型适合宇宙射线数据，并纳入宇宙射线源、星际气体和辐射场分布的天体物理输入。为了评估与天体物理输入相关的不确定性，通过在观测极限内改变宇宙射线源的分布、宇宙射线约束体积（晕）的大小和星际气体的分布来创建模型网格。一个全天空的最大似然拟合被用来确定Xco因子，积分CO线强度和分子氢柱密度之间的比率，从第一费米LAT目录的伽马射线点源的通量和光谱，以及强度和光谱的各向同性背景，包括残留的宇宙射线被误分类为伽马射线，所有这些都有一些依赖于假设的漫发射模型。模型进行比较的基础上，他们的极大似然比，以及光谱，经度和纬度配置文件。我们还提供了残差图的数据减去扩散发射模型。该模型是一致的，在高纬度和中纬度的数据，但低于预测的数据在内部星系的能量超过几个GeV。这种差异的可能解释进行了讨论，包括未检测到的点源人口和整个银河系的宇宙射线的光谱变化的贡献。[删节]
2012-02-21 astro-ph.GA 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
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
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
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
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
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
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
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
The diffuse gamma-ray emission toward the Galactic mini starburst W43
在本文中，我们报告费米大天区望远镜（LAT）的年轻恒星形成区W43的伽玛射线辐射的检测。使用最新的源目录和扩散背景模型，扩展的伽玛射线过剩检测到的意义约为16 $σ$。伽马射线发射具有光子指数为$2.3 \pm 0.1$的光谱。我们还进行了详细的分析，在这个区域的气体含量，考虑到不透明度校正HI气柱密度。宇宙射线（CR）质子的总能量估计为$10^{48}\ \rm erg,$的数量级，假设γ射线是由加速的质子和原子核与周围气体的相互作用产生的。通过与银河系其他恒星形成区的比较，我们发现，与恒星形成率（SFR）相比，CR光度与风力的相关性更好。这一结果表明，在这些系统中，CR主要由恒星风加速
2020-07-30 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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
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
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 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
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
Gamma rays from Galactic pulsars
年轻的超新星和毫秒级超新星的伽马射线被认为是高纬度地区{ \it Fermi}大面积望远镜（LAT）观测到的弥散伽马射线辐射的一部分。我们推导出的贡献，通过使用无线电伽马射线的信息，我们发现，它们只解释了一小部分的各向同性扩散的伽马射线背景的historars未检测到的对应。
2014-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The angular power spectrum of the diffuse gamma-ray background as a probe of Galactic dark matter substructure
银河系内部的暗物质湮灭会在整个天空中产生强度非常恒定的弥散伽马射线辐射，一般来说，在与银河系中心成几十度以上的角度时，这种信号会超过平滑的晕轮信号。来自子结构的发射的大尺度各向同性表明，从河外伽马射线背景中提取银河系暗物质信号可能是困难的。我表明，暗物质子结构诱导特征的小尺度各向异性的漫发射，这可能提供了一个强大的手段区分这一组成部分。我讨论的角功率谱的漫发射从各种河外源类，以及从银河系的暗物质的预测，并表明，总的测量发射的角功率谱的能量依赖性可以用来自信地确定从银河系的暗物质的伽马射线信号。
2009-07-01 astro-ph.CO 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
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
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
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 high energy neutrinos and cosmic rays from hyperflares of soft-gamma repeaters
在火球模型的框架下，计算了软γ重复源（SGR）超耀斑（如2004年12月27日\astrobj{SGR 1806-20}产生的超耀斑）的扩散高能中微子辐射.伽马射线暴（GRB）的火球模型能很好地解释这次超耀斑及其后续多频地辉辐射的主要特征。这种超耀斑的预期速率，$\sim 20-100$ Gpc $^{-3}$ day $^{-1}$，远远超过GRB速率。我们的结果表明，这种超耀斑对TeV-PeV中微子扩散背景的贡献小于GRB贡献的10%。我们还讨论了这些源的高能宇宙射线。
2009-08-30 astro-ph.CO 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
Measurement of the Diffuse Muon Neutrino Flux using Starting Track Events in IceCube
IceCube测量了几种中微子口味和能量范围内的散射中微子通量。ESTES的重点是使用能量超过1 TeV的高纯度天体物理学μ中微子测量扩散中微子通量。我们使用增强的起始轨迹事件选择数据集，该数据集选择在IceCube基准体积内开始的轨迹。我们采用机器学习算法来帮助区分大气和天体物理中微子的轨迹。这产生了一个高纯度的扩散中微子样品，可以提供有价值的洞察大气和天体物理扩散中微子光谱的属性。使用模拟中微子，我们显示了这种测量的扩散中微子通量与ESTES的灵敏度。
2019-08-19 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
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
