来自超新星的扩散伽马射线背景

MeV 范围的宇宙伽马射线背景 (CGB) 被认为源自整个宇宙历史范围内超新星 (SNe) 产生的射电活性产物。特别是来自 56Ni->56Co->56Fe 衰变链的伽马射线线发射提供了主要的光子来源。尽管所有类型的 SNe 都发生铁合成，但由于其更高的光子逃逸概率，SNIa 的贡献占主导地位。星系形成历史的估计表明，从现在到红移 z_p ~1.5 的时期，星系形成率迅速增加约 10 倍，之后要么保持恒定，要么缓慢下降。我们积分化观察到的星系形成历史，以确定相应 SN 率历史下的 CGB。除了来自 SNIa 和 SNII/Ibc 短暂射电活性的伽马射线外，我们还计算来自长期射电活性 (26Al、44Ti、60Co 以及电子-正电子对湮灭) 的次要贡献。尽管尚未完全理解 SNIa 的祖星演化，但各种论据暗示在星系形成与 SNIa 产生之间存在约 1-2 亿年的延迟。讨论了这种延迟对 CGB 的影响。我们强调在 MeV 范围观测 CGB 的伽马射线价值，作为独立于星系形成历史研究的工具。如果星系形成与 SNIa 活动之间的延迟显著超过 1 亿年，或者宇宙星系形成率峰值发生在远高于 1 的红移，那么 SNIa 的伽马射线产量将不足以解释观察到的 CGB。或者，宇宙星系形成率必须高于常规假设的 2-3 倍，这与最近文献中多项向上修订的结果相吻合。