LHAASO telescope sensitivity to diffuse gamma-ray signals from the Galaxy

被引：17
作者：
Neronov, Andrii [1 ,2 ]
Semikoz, Dmitri [1 ]
机构：
[1] Univ Paris, CNRS, Astroparticule & Cosmol, F-75013 Paris, France
[2] Univ Geneva, Astron Dept, Ch Ecogia 16, CH-1290 Versoix, Switzerland
来源：
PHYSICAL REVIEW D | 2020年 / 102卷 / 04期
关键词：
ENERGY COSMIC-RAYS; DARK-MATTER; RADIATION; MODELS;
D O I：
10.1103/PhysRevD.102.043025
中图分类号：
P1 [天文学];
学科分类号：
0704 ;
摘要：
We estimate the sensitivity of LHAASO telescope for the large angular scale diffuse gamma-ray flux in multi-TeV-multi-PeV energy range. We discuss possible sources of the signal in this energy range including the guaranteed flux from cosmic ray interactions in the interstellar medium and possible flux from decaying dark matter. We show that LHAASO will be able to detect the diffuse cosmic ray induced gamma-ray flux up to high Galactic latitude regions thus providing firm identification of the Galactic cosmic ray component of the astrophysical neutrino signal detected by IceCube and clarification of the nature of the knee feature of the cosmic ray spectrum. Comparing the diffuse flux sensitivity with the diffuse gamma-ray flux expected from the dark matter decays, we show LHAASO will be able to detect the gamma-ray signal from dark matter particles of PeV-EeV mass decaying on the time scale up to 3 x 10(29) s.
引用
收藏
页数：8
相关论文
共 60 条
  • [1] Aartsen M., PHYS REV LETT
  • [2] Observation of High-Energy Astrophysical Neutrinos in Three Years of IceCube Data
    Aartsen, M. G.
    Ackermann, M.
    Adams, J.
    Aguilar, J. A.
    Ahlers, M.
    Ahrens, M.
    Altmann, D.
    Anderson, T.
    Arguelles, C.
    Arlen, T. C.
    Auffenberg, J.
    Bai, X.
    Barwick, S. W.
    Baum, V.
    Beatty, J. J.
    Tjus, J. Becker
    Becker, K. -H.
    BenZvi, S.
    Berghaus, P.
    Berley, D.
    Bernardini, E.
    Bernhard, A.
    Besson, D. Z.
    Binder, G.
    Bindig, D.
    Bissok, M.
    Blaufuss, E.
    Blumenthal, J.
    Boersma, D. J.
    Bohm, C.
    Bose, D.
    Boeser, S.
    Botner, O.
    Brayeur, L.
    Bretz, H. -P.
    Brown, A. M.
    Casey, J.
    Casier, M.
    Chirkin, D.
    Christov, A.
    Christy, B.
    Clark, K.
    Classen, L.
    Clevermann, F.
    Coenders, S.
    Cowen, D. F.
    Silva, A. H. Cruz
    Danninger, M.
    Daughhetee, J.
    Davis, J. C.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (10)
  • [3] Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector
    Aartsen, M. G.
    Abbasi, R.
    Abdou, Y.
    Ackermann, M.
    Adams, J.
    Aguitar, J. A.
    Alders, M.
    Altmann, D.
    Auffenberg, J.
    Ba, X.
    Baker, M.
    Barwick, S. W.
    Baum, V.
    Bay, R.
    Beatty, J. J.
    Bechet, S.
    Tjus, J. Becker
    Becker, K-H.
    Benabderrahmane, M. L.
    BenZvi, S.
    Berghaus, P.
    Berley, D.
    Bernardini, E.
    Bernhard, A.
    Bertrand, D.
    Besson, D. Z.
    Binder, G.
    Bindig, D.
    Bissok, M.
    Blaufuss, E.
    Blumenthal, J.
    Boersma, D. J.
    Boliaichuk, S.
    Bohm, C.
    Bose, D.
    Boeser, S.
    Botner, O.
    Brayeur, L.
    Bretz, H-P.
    Brown, A. M.
    Bruijn, R.
    Brunner, J.
    Carson, M.
    Casey, J.
    Casier, M.
    Chirkin, D.
    Christov, A.
    Christy, B.
    Clark, K.
    Cleverrnann, F.
    [J]. SCIENCE, 2013, 342 (6161) : 947 - +
  • [4] All-sky Measurement of the Anisotropy of Cosmic Rays at 10 TeV and Mapping of the Local Interstellar Magnetic Field
    Abeysekara, A. U.
    Alfaro, R.
    Alvarez, C.
    Arceo, R.
    Arteaga-Velazquez, J. C.
    Avila Rojas, D.
    Belmont-Moreno, E.
    BenZvi, S. Y.
    Brisbois, C.
    Capistran, T.
    Carramiana, A.
    Casanova, S.
    Cotti, U.
    Cotzomi, J.
    Diaz-Velez, J. C.
    De Leon, C.
    De la Fuente, E.
    Dichiara, S.
    DuVernois, M. A.
    Espinoza, C.
    Fiorino, D. W.
    Fleischhack, H.
    Fraija, N.
    Galvan-Gamez, A.
    Garcia-Gonzalez, J. A.
    Gonzalez, M. M.
    Goodman, J. A.
    Hampel-Arias, Z.
    Harding, J. P.
    Hernandez, S.
    Hona, B.
    Hueyotl-Zahuantitla, F.
    Iriarte, A.
    Jardin-Blicq, A.
    Joshi, V.
    Lara, A.
    Vargas, H. Leon
    Luis-Raya, G.
    Malone, K.
    Marinelli, S. S.
    Martinez-Castro, J.
    Martinez, O.
    Matthews, J. A.
    Miranda-Romagnoli, P.
    Moreno, E.
    Mostafa, M.
    Nellen, L.
    Newbold, M.
    Nisa, M. U.
    Noriega-Papaqui, R.
    [J]. ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2019, 871 (01)
  • [5] Observation of Anisotropy of TeV Cosmic Rays with Two Years of HAWC
    Abeysekara, A. U.
    Alfaro, R.
    Alvarez, C.
    Alvarez, J. D.
    Arceo, R.
    Arteaga-Velazquez, J. C.
    Avila Rojas, D.
    Ayala Solares, H. A.
    Becerril, A.
    Belmont-Moreno, E.
    BenZvi, S. Y.
    Bernal, A.
    Braun, J.
    Caballero-Mora, K. S.
    Capistran, T.
    Carraminana, A.
    Casanova, S.
    Castillo, M.
    Cotti, U.
    Cotzomi, J.
    De Leon, C.
    De la Fuente, E.
    Diaz Hernandez, R.
    Dichiara, S.
    Dingus, B. L.
    DuVernois, M. A.
    Diaz-Velez, J. C.
    Engel, K.
    Fiorino, D. W.
    Fraija, N.
    Garcia-Gonzalez, J. A.
    Garfias, F.
    Gonzalez Munoz, A.
    Gonzalez, M. M.
    Goodman, J. A.
    Hampel-Arias, Z.
    Harding, J. P.
    Hernandez, S.
    Hona, B.
    Hueyotl-Zahuantitla, F.
    Hui, C. M.
    Huntemeyer, P.
    Iriarte, A.
    Jardin-Blicq, A.
    Joshi, V
    Kaufmann, S.
    Lara, A.
    Lauer, R. J.
    Lee, W. H.
    Leon Vargas, H.
    [J]. ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2018, 865 (01)
  • [6] A search for dark matter in the Galactic halo with HAWC
    Abeysekara, A. U.
    Albert, A.
    Alfaro, R.
    Alvarez, C.
    Arceo, R.
    Arteaga-Velazquez, J. C.
    Avila Rojas, D.
    Solares, H. A. Ayala
    Becerril, A.
    Belmont-Moreno, E.
    BenZvi, S. Y.
    Bernal, A.
    Brisbois, C.
    Caballero-Mora, K. S.
    Capistran, T.
    Carraminana, A.
    Casanova, S.
    Castillo, M.
    Cotti, U.
    Cotzomi, J.
    De Leon, C.
    De la Fuente, E.
    Diaz Hernandez, R.
    Dingus, B. L.
    DuVernois, M. A.
    Diaz-Velez, J. C.
    Engel, K.
    Enriquez-Rivera, O.
    Fiorino, D. W.
    Fleischhack, H.
    Fraija, N.
    Garcia-Gonzalez, J. A.
    Garfias, F.
    Gonzalez Munoz, A.
    Gonzalez, M. M.
    Goodman, J. A.
    Hampel-Arias, Z.
    Harding, J. P.
    Hernandez, S.
    Hernandez-Almada, A.
    Hueyotl-Zahuantitla, F.
    Huntemeyer, P.
    Iriarte, A.
    Jardin-Blicq, A.
    Joshi, V.
    Kaufmann, S.
    Lauer, R. J.
    Lee, W. H.
    Lennarz, D.
    Leon Vargas, H.
    [J]. JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 2018, (02):
  • [7] Observation of the Crab Nebula with the HAWC Gamma-Ray Observatory
    Abeysekara, A. U.
    Albert, A.
    Alfaro, R.
    Alvarez, C.
    Alvarez, J. D.
    Arceo, R.
    Arteaga-Velazquez, J. C.
    Solares, H. A. Ayala
    Barber, A. S.
    Bautista-Elivar, N.
    Becerril, A.
    Belmont-Moreno, E.
    BenZvi, S. Y.
    Berley, D.
    Braun, J.
    Brisbois, C.
    Caballero-Mora, K. S.
    Capistran, T.
    Carraminana, A.
    Casanova, S.
    Castillo, M.
    Cotti, U.
    Cotzomi, J.
    de Leon, S. Coutino
    de la Fuente, E.
    De Leon, C.
    DeYoung, T.
    Dingus, B. L.
    DuVernois, M. A.
    Diaz-Velez, J. C.
    Ellsworth, R. W.
    Fiorino, D. W.
    Fraija, N.
    Garcia-Gonzalez, J. A.
    Gerhardt, M.
    Munoz, A. Gonzalez
    Gonzalez, M. M.
    Goodman, J. A.
    Hampel-Arias, Z.
    Harding, J. P.
    Hernandez, S.
    Hernandez-Almada, A.
    Hinton, J.
    Hui, C. M.
    Huntemeyer, P.
    Iriarte, A.
    Jardin-Blicq, A.
    Joshi, V.
    Kaufmann, S.
    Kieda, D.
    [J]. ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2017, 843 (01)
  • [8] Search for Very High-energy Gamma Rays from the Northern Fermi Bubble Region with HAWC
    Abeysekara, A. U.
    Albert, A.
    Alfaro, R.
    Alvarez, C.
    Alvarez, J. D.
    Arceo, R.
    Arteaga-Velazquez, J. C.
    Solares, H. A. Ayala
    Barber, A. S.
    Bautista-Elivar, N.
    Becerril, A.
    Belmont-Moreno, E.
    BenZvi, S. Y.
    Berley, D.
    Braun, J.
    Brisbois, C.
    Caballero-Mora, K. S.
    Capistran, T.
    Carraminana, A.
    Casanova, S.
    Castillo, M.
    Cotti, U.
    Cotzomi, J.
    Coutino de Leon, S.
    De Leon, C.
    De la Fuente, E.
    Diaz Hernandez, R.
    Dingus, B. L.
    DuVernois, M. A.
    Diaz-Velez, J. C.
    Ellsworth, R. W.
    Engel, K.
    Fick, B.
    Fiorino, D. W.
    Fleischhack, H.
    Fraija, N.
    Garcia-Gonzalez, J. A.
    Garfias, F.
    Gerhardt, M.
    Gonzalez Munoz, A.
    Gonzalez, M. M.
    Goodman, J. A.
    Hampel-Arias, Z.
    Harding, J. P.
    Hernandez, S.
    Hernandez-Almada, A.
    Hinton, J.
    Hona, B.
    Hui, C. M.
    Huntemeyer, P.
    [J]. ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2017, 842 (02)
  • [9] Diffuse Galactic gamma-ray emission with HESS
    Abramowski, A.
    Aharonian, F.
    Benkhali, F. Ait
    Akhperjanian, A. G.
    Anguener, E. O.
    Backes, M.
    Balenderan, S.
    Balzer, A.
    Barnacka, A.
    Becherini, Y.
    Tjus, J. Becker
    Berge, D.
    Bernhard, S.
    Bernloehr, K.
    Birsin, E.
    Biteau, J.
    Boettcher, M.
    Boisson, C.
    Bolmont, J.
    Bordas, P.
    Bregeon, J.
    Brun, F.
    Brun, P.
    Bryan, M.
    Bulik, T.
    Carrigan, S.
    Casanova, S.
    Chadwick, P. M.
    Chakraborty, N.
    Chalme-Calvet, R.
    Chaves, R. C. G.
    Chretien, M.
    Colafrancesco, S.
    Cologna, G.
    Conrad, J.
    Couturier, C.
    Cui, Y.
    Davids, I. D.
    Degrange, B.
    Deil, C.
    dewilt, P.
    Djannati-Atai, A.
    Domainko, W.
    Donath, A.
    Drury, L. O'C.
    Dubus, G.
    Dutson, K.
    Dyks, J.
    Dyrda, M.
    Edwards, T.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2014, 90 (12):
  • [10] FERMI-LAT OBSERVATIONS OF THE DIFFUSE γ-RAY EMISSION: IMPLICATIONS FORCOSMIC RAYS AND THE INTERSTELLAR MEDIUM
    Ackermann, M.
    Ajello, M.
    Atwood, W. B.
    Baldini, L.
    Ballet, J.
    Barbiellini, G.
    Bastieri, D.
    Bechtol, K.
    Bellazzini, R.
    Berenji, B.
    Blandford, R. D.
    Bloom, E. D.
    Bonamente, E.
    Borgland, A. W.
    Brandt, T. J.
    Bregeon, J.
    Brigida, M.
    Bruel, P.
    Buehler, R.
    Buson, S.
    Caliandro, G. A.
    Cameron, R. A.
    Caraveo, P. A.
    Cavazzuti, E.
    Cecchi, C.
    Charles, E.
    Chekhtman, A.
    Chiang, J.
    Ciprini, S.
    Claus, R.
    Cohen-Tanugi, J.
    Conrad, J.
    Cutini, S.
    de Angelis, A.
    de Palma, F.
    Dermer, C. D.
    Digel, S. W.
    do Couto e Silva, E.
    Drell, P. S.
    Drlica-Wagner, A.
    Falletti, L.
    Favuzzi, C.
    Fegan, S. J.
    Ferrara, E. C.
    Focke, W. B.
    Fortin, P.
    Fukazawa, Y.
    Funk, S.
    Fusco, P.
    Gaggero, D.
    [J]. ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2012, 750 (01)
123456