星系合并整体照亮 $\gamma$-射线天空

宇宙射线（CRs）的来源与加速机制仍是根本性未解之谜。 星系合并被提议为极高能CR加速器，预期通过与周围气体及低能背景辐射场的相互作用产生高能（HE）伽马射线和中子。 首次系统地利用Fermi Large Area Telescope（Fermi-LAT）16.7年数据，结合八大调查目录编制的样本列表，研究星系合并的HE伽马射线辐射。 我们发现8个星系合并在1-500 GeV能段 exhibits $\gamma$-射线辐射，显著性 $\gtrsim5\sigma$。 对剩余稀疏星系合并进行叠加分析，得到的组合伽马射线辐射在约35$\sigma$显著性检测到，最佳拟合谱指数为 $\Gamma \approx 2.07$，能量flux为约 $\sim 2\times10^{-14}~\rm erg~cm^{-2}~s^{-1}$。 我们将叠加得到的谱能谱分布与即将到来的$\gamma$-射线望远镜Cherenkov Telescope Array（CTA）的投影灵敏度进行比较。 此外，我们发现18个此前未关联的Fermi-LAT源与星系合并在空间上重合。 我们的发现确立星系合并为一种新的HE $\gamma$-射线源类。 未来的中子和伽马射线观测站将对于发现这些新识别CR源中的粒子加速机制至关重要。