IceCube 中微子事件与 Fermi 未分辨伽马射线天空的互相关研究
高能天体物理现象
2023-07-06 v2
摘要
随着电磁辐射与引力波（GW170817）或中微子（TXS 0506+056）的协同探测，多信使天体物理的新时代已然开启。特别令人关注的是搜寻 IceCube 天文台探测到的高能天体物理中微子与 Fermi 大面积望远镜（LAT）探测到的伽马光子之间的相关性。迄今，仅考虑了被 LAT 探测到的源与 IceCube 中微子的相关性，忽略了那些过于暗弱而无法单独分辨的源的任何辐射。在此，我们呈现首项考虑未分辨伽马射线背景（UGRB）与 IceCube 事件的互相关分析。我们进行了详尽的灵敏度研究，并且在缺乏已识别相关性的情况下，对由贡献于 UGRB 辐射并主导其空间各向异性的源族（即耀变体）在质子-质子或质子-伽马相互作用中产生的中微子所占观测中微子的比例给出了上限。我们的分析表明，在假设 Fermi-LAT 能段之上能谱无内禀截断和/或硬化，且主导 UGRB 涨落场的未分辨耀变体发出的所有伽马射线均由 p-p（p-gamma）相互作用产生的中性π介子所致的前提下，此类源族至多可有 60%（30%）贡献于 IceCube 观测到的总中微子事件。这相当于对 IceCube 在 100 TeV 观测到的天体物理高能中微子通量的最大贡献为 O(1%)。
引用
@article{arxiv.2304.10934,
title = {A Cross-correlation Study between IceCube Neutrino Events and the Fermi Unresolved Gamma-ray Sky},
author = {Michela Negro and Milena Crnogorčević and Eric Burns and Eric Charles and Lea Marcotulli and Regina Caputo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.10934},
year = {2023}
}