来自本宇宙星系团的高能多信使辐射

弥漫中微子和γ射线的起源尚不清楚，而拥有活动星系核和星暴星系的星系团是这些宇宙信使最可能的来源。在这项工作中，我们使用详细的数值方法，结合磁流体动力学模拟与蒙特卡洛方法，研究了来自室女座、英仙座和后发座星系团的弥漫γ射线和中微子辐射。磁流体动力学模拟提供了星系团内温度、气体和磁场的分布。蒙特卡洛模拟用于研究宇宙线在星系团内介质中的传播以及随后由宇宙线产生的次级粒子。我们的主要假设是宇宙线注入与星系团的气体密度成比例，这提供了一个物理上合理的近似。星系团中的高密度区域与强湍流和显著的激波结构相关，使其成为高效宇宙线加速的天然场所。我们预测的单个星系团的γ射线通量远低于当前LHAASO的上限。MAGIC对英仙座星系团中心源NGC 1275的观测结果显著高于我们的结果。此外，我们估算了本征宇宙（500 Mpc以内）中质量大于5×10^13太阳质量的星系团的累积γ射线和中微子通量。Fermi-LAT合作组报告的弥漫γ射线通量显著高于我们的结果。我们的预测与IceCube对红移z=2以内星系团（质量大于10^14太阳质量）的未分辨中微子通量的现有上限一致。