银河系恒星产生的中微子

中微子通过热核和热核过程在恒星演化过程中产生。我们建模了银河系中所有恒星在地球处预期的累积中微子通量——银河系恒星中微子通量（GS$\nu$F）。我们考虑了银河系的恒星形成历史，并通过基于盖亚数据发布第二版（Gaia DR2）的随机采样程序重建了银河系恒星的空间分布。我们使用恒星演化代码 $\texttt{MESA}$ 计算了一套恒星模型的中微子发射，这些模型具有太阳金属丰度，零龄主序质量在 $0.08M_\odot$ 到 $100\ M_\odot$ 之间，涵盖从前主序阶段到最终命运。然后我们重建了每个恒星模型的中微子谱能量分布的演化。GS$\nu$F 介于 $\mathcal{O}(1)$ keV 和 $\mathcal{O}(10)$ MeV 之间，热（热核）过程分别负责塑造能量小于（大于）0.1 MeV 处的中微子发射。质量大于 $\mathcal{O}(1\ M_\odot)$ 且位于银河系薄盘中的恒星对 GS$\nu$F 的贡献最大。此外，GS$\nu$F 的大部分来自距离地球约 5–10 kpc 处的恒星，意味着大量恒星中微子可从银河系中心到达我们。太阳中微子和弥漫超新星中微子背景具有与 GS$\nu$F 相当的能量，对后者的探测构成挑战。然而，太阳中微子和 GS$\nu$F 事件的方向信息以及太阳中微子通量的年调制可能有助于 GS$\nu$F 的探测；这将开启低能中微子天文学的新纪元，同时提供发现新物理的新途径。