恒星形成星系对各向同性伽马射线背景的显著贡献

各向同性伽马射线背景（IGRB）——河外伽马射线天空中无法分辨为单个点源的部分——的起源为探究高能宇宙的演化提供了强有力的探针。恒星形成星系是 IGRB 最可能的贡献者之一，尽管其贡献难以限制，因为它们的流量分布由大量暗弱源主导。我们对 584 个 SFGs 的 $\gamma$ 射线辐射产生了一种新的联合似然分析，利用先进的统计技术将低显著性超出分布与非泊松 $\gamma$ 射线背景涨落进行比较。我们首先检验了理论上充分动机充分的 SFGs 远红外与 $\gamma$ 射线光度之间的关系，利用了一个 $\gamma$ 射线光度由 log$_{10}$(L$_\gamma$/(erg s$^{-1}$)) = $\alpha$ log$_{10}$(L$_{IR}$/(10$^{10}$L$_\odot$)) + $\beta$ 给出的模型。我们计算了最佳拟合参数 $\alpha$ = 1.18 $\pm$ 0.15，$\beta$ = 38.49 $\pm$ 0.24，以及该关系中由 $\sigma$ = 0.39 $\pm$ 0.12 给出的对数正态离散度。$\alpha$ 和 $\beta$ 的最佳拟合值与先前的研究一致。我们发现远红外与 $\gamma$ 射线相关性中的离散度大于先前的研究。该离散度在 5.7$\sigma$ 水平上是显著的。这些结果意味着 SFGs 对 IGRB 有显著贡献，在能量高于 1 GeV 时产生了总 IGRB 强度的 61.0$^{+30.2}_{-18.3}\%$。结合近期的工作，这有力地表明多种源类对 IGRB 强度提供了可比的贡献。我们讨论了这些结果对 IceCube 中微子解释的启示。