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针对弥漫高能伽马射线与中微子的宇宙线源随机建模

高能天体物理现象 2023-09-08 v1 星系天体物理

摘要

能量高达数PeV的宇宙线被认为起源于银河系,但单个源尚未被确切证认。由于与星际气体发生非弹性碰撞,宇宙线核会产生弥漫的高能伽马射线与中微子通量。Fermi-LAT已提供GeV能段银河系伽马射线的图,其可由强子与轻子过程共同产生。另一方面,中微子仅由所寻求的强子过程产生,但仅在数百TeV以上才能从背景中探测到。通常,弥漫辐射图从GeV外推至PeV能段,但在两能段贡献的源很可能不同。我们采用蒙特卡洛方法对从GeV到PeV能段的弥漫辐射产生进行建模,并考虑源的离散性。我们能在数秒内生成弥漫天空的实现,从而刻画方向与能量上的关联。在数百TeV(与LHAASO、Tibet AS-gamma、IceCube及即将建成的SWGO观测相关)处,不同实现间差异显著。具体而言,我们表明从GeV到PeV能段的弥漫辐射外推必然失效,并将我们的结果应用于近期实验发现。

关键词

引用

@article{arxiv.2309.02860,
  title  = {Stochastic modelling of cosmic ray sources for diffuse high-energy gamma-rays and neutrinos},
  author = {Anton Stall and Leonard Kaiser and Philipp Mertsch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2309.02860},
  year   = {2023}
}

备注

8 pages, 4 figures, Presented at the 38th International Cosmic Ray Conference (ICRC2023)