不确定性对宇宙光学和红外背景对天体粒子传播的影响
Impact of uncertainties on the cosmic optical and infrared backgrounds on the propagation of astroparticles
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中文总结 AI 辅助
本文研究宇宙光学和红外背景不确定性对甚高能伽马射线及超高能宇宙射线传播的影响，发现当前背景光知识已非低红移宇宙天体粒子现象学的主要不确定性来源，为下一代测量提供稳健推断。
中文摘要 AI 辅助
当伽马射线以甚高能（VHE，E > 100 GeV）和超高能宇宙射线（UHECRs，E > 1 EeV）在宇宙中传播时，它们会与弥漫于宇宙中的光学、红外和微波光子场相互作用。这些相互作用在河外伽马射线源的甚高能光谱中留下特征性的吸收印记，并改变超高能宇宙射线的质量组成。因此，对甚高能伽马射线和超高能宇宙射线的研究需要精确了解宇宙光子场的强度。在本工作中，我们探讨了当前光学和红外光子场的不确定性对天体粒子传播的影响。我们将可用模型的范围限制为最符合近期测量的那些模型，并比较这些模型产生的不同重建结果。我们发现，对宇宙背景光的了解不再是理解低红移宇宙（z < 0.1）中天体粒子源现象学的主要不确定性来源，这使得下一代伽马射线和超高能宇宙射线测量能够进行稳健的光谱和组成推断。
英文摘要
When propagating through the universe, gamma rays at very-high energy (VHE, E > 100 GeV) and ultra-high energy cosmic rays (UHECRs, E > 1 EeV) can interact with the optical, infrared and microwave photon fields that permeate the universe. These interactions result in a characteristic absorption imprint in the spectra of extragalactic gamma-ray sources at VHE, and in a change in the mass-composition of UHECRs. The study of both VHE gamma rays and UHECRs therefore requires precise knowledge of the intensity of the cosmic photon fields. In this work, we explore the impact of the current uncertainties on the optical and infrared photon fields on the propagation of astroparticles. We restrict the range of available models to those best matching the recent measurements, and compare the different reconstructions resulting from these models. We find that the knowledge on the cosmic background light is no longer the dominant source of uncertainties in understanding the phenomenology of astroparticle sources in the low redshift universe (z < 0.1), enabling robust spectral and composition inference with the next generation of both gamma-ray and UHECR measurements.
发表机构
- Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）
- Université Paris Cité（巴黎西岱大学）
- Bergische Universität Wuppertal（伍珀塔尔山岳大学）
- Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
- Institut Universitaire de France (IUF)（法国高等研究院）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
