宇宙学星系形成模型中活动星系核风与恒星形成星系对河外伽马射线背景的贡献

我们通过将相对论性质子（由 AGN 驱动和超新星驱动的激波加速）产生的伽马射线发射的物理模型纳入最先进的半解析星系形成模型，推导了 AGN 风与恒星形成星系对河外伽马射线背景（EGB）的贡献。这基于星系相互作用作为 AGN 吸积和星暴活动的触发因素，以及膨胀激波波作为将活动星系核注入星际介质的能量向外传递的机制。我们将模型预测与 Fermi-LAT 在 100 MeV 至 820 GeV 范围内对 EGB 谱的最新测量进行了比较。我们发现，AGN 风可提供观测到的 EGB 在能量区间 E_{\gamma}=0.1-1 GeV 内的约 35$\pm$15%，在 E_{\gamma}=1-10 GeV 内的约 73$\pm$15%，以及在 E_{\gamma}>10 GeV 内的约 60$\pm$20%。在等级成团场景下，预测 AGN 风对 EGB 的贡献比恒星形成星系（宁静加星暴）所提供的贡献大 3-5 倍。假设标准加速理论以及符合观测的 AGN 风参数，来自 AGN 风和耀变体的累积伽马射线发射可以解释 EGB 的幅度和谱形。我们还将 AGN 风产生的累积中微子背景的模型预测与最新的 IceCube 数据进行了比较。我们发现，对于加速质子谱指数 p=2.2-2.3 的 AGN 风，并考虑伽马射线的内部吸收，Fermi-LAT 和 IceCube 数据可以同时被重现。