The TeV Gamma-Ray Luminosity of the Milky Way and the Contribution of HESS Unresolved Sources to Very High Energy Diffuse Emission

被引:19
作者
Cataldo, M. [1 ,2 ]
Pagliaroli, G. [2 ,3 ]
Vecchiotti, V. [2 ,3 ]
Villante, F. L. [1 ,2 ]
机构
[1] Univ Aquila, Phys & Chem Dept, I-67100 Laquila, Italy
[2] INFN, Lab Nazl Gran Sasso, I-67100 Assergi, AQ, Italy
[3] Gran Sasso Sci Inst, I-67100 Laquila, Italy
关键词
High energy astrophysics; Gamma-ray sources; Pulsars; SOURCE POPULATION; CONSTRAINTS; EVOLUTION; PULSARS;
D O I
10.3847/1538-4357/abc0ee
中图分类号
P1 [天文学];
学科分类号
0704 ;
摘要
H.E.S.S. has recently completed the first systematic survey of the Galactic plane in the TeV energy domain. We analyze the flux, latitude, and longitude distributions of gamma-ray sources observed by H.E.S.S. in order to infer the properties of the Galactic TeV source population. We show that the total Milky Way luminosity in the 1-100 TeV energy range is L-MW = - 1.7(-0.4)(+0.5) x 10(37) erg s(-1). Evaluating the cumulative flux expected at Earth by the considered population, we show that H.E.S.S. unresolved sources provide a relevant contribution to the diffuse Galactic emission. Finally, in the hypothesis that the majority of bright sources detected by H.E.S.S. are powered by pulsar activity, like, e.g., pulsar wind nebulae or TeV halos, we estimate the main properties of the pulsar population.
引用
收藏
页数:10
相关论文
共 40 条
[1]   Time-Integrated Neutrino Source Searches with 10 Years of IceCube Data [J].
Aartsen, M. G. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Alispach, C. ;
Andeen, K. ;
Anderson, T. ;
Ansseau, I. ;
Anton, G. ;
Arguelles, C. ;
Auffenberg, J. ;
Axani, S. ;
Backes, P. ;
Bagherpour, H. ;
Bai, X. ;
Balagopal, A. ;
Barbano, A. ;
Barwick, S. W. ;
Bastian, B. ;
Baum, V. ;
Baur, S. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Becker, K. -H. ;
Tjus, J. Becker ;
BenZvi, S. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Blaufuss, E. ;
Blot, S. ;
Bohm, C. ;
Borner, M. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Bottcher, J. ;
Bourbeau, E. ;
Bourbeau, J. ;
Bradascio, F. ;
Braun, J. ;
Bron, S. ;
Brostean-Kaiser, J. ;
Burgman, A. ;
Buscher, J. ;
Busse, R. S. ;
Carver, T. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2020, 124 (05)
[2]   Constraints on Galactic Neutrino Emission with Seven Years of IceCube Data [J].
Aartsen, M. G. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Al Samarai, I. ;
Altmann, D. ;
Andeen, K. ;
Anderson, T. ;
Ansseau, I. ;
Anton, G. ;
Arguelles, C. ;
Auffenberg, J. ;
Axani, S. ;
Bagherpour, H. ;
Bai, X. ;
Barron, J. P. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
BenZvi, S. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Blaufuss, E. ;
Blot, S. ;
Bohm, C. ;
Borner, M. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Bourbeau, J. ;
Bradascio, F. ;
Braun, J. ;
Brayeur, L. ;
Brenzke, M. ;
Bretz, H. -P. ;
Bron, S. ;
Burgman, A. ;
Carver, T. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Cheung, E. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2017, 849 (01)
[3]   Observation of High-Energy Astrophysical Neutrinos in Three Years of IceCube Data [J].
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. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (10)
[4]   Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector [J].
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. .
SCIENCE, 2013, 342 (6161) :947-+
[5]   The HESS Galactic plane survey [J].
Abdalla, H. ;
Abramowski, A. ;
Aharonian, F. ;
Benkhali, F. Ait ;
Anguener, E. O. ;
Arakawa, M. ;
Arrieta, M. ;
Aubert, P. ;
Backes, M. ;
Balzer, A. ;
Barnard, M. ;
Becherini, Y. ;
Tjus, J. Becker ;
Berge, D. ;
Bernhard, S. ;
Bernloehr, K. ;
Blackwell, R. ;
Boettcher, M. ;
Boisson, C. ;
Bolmont, J. ;
Bonnefoy, S. ;
Bordas, P. ;
Bregeon, J. ;
Brun, F. ;
Brun, P. ;
Bryan, M. ;
Buechele, M. ;
Bulik, T. ;
Capasso, M. ;
Carrigan, S. ;
Caroff, S. ;
Carosi, A. ;
Casanova, S. ;
Cerruti, M. ;
Chakraborty, N. ;
Chaves, R. C. G. ;
Chen, A. ;
Chevalier, J. ;
Colafrancesco, S. ;
Condon, B. ;
Conrad, J. ;
Davids, I. D. ;
Decock, J. ;
Deil, C. ;
Devin, J. ;
deWilt, P. ;
Dirson, L. ;
Djannati-Atai, A. ;
Domainko, W. ;
Donath, A. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2018, 612
[6]   The population of TeV pulsar wind nebulae in the HESS Galactic Plane Survey [J].
Abdalla, H. ;
Abramowski, A. ;
Aharonian, F. ;
Benkhali, F. Ait ;
Akhperjanian, A. G. ;
Andersson, T. ;
Anguener, E. O. ;
Arrieta, M. ;
Aubert, P. ;
Backes, M. ;
Balzer, A. ;
Barnard, M. ;
Becherini, Y. ;
Tjus, J. Becker ;
Berge, D. ;
Bernhard, S. ;
Bernloehr, K. ;
Blackwell, R. ;
Boettcher, M. ;
Boisson, C. ;
Bolmont, J. ;
Bordas, P. ;
Bregeon, J. ;
Brun, F. ;
Brun, P. ;
Bryan, M. ;
Bulik, T. ;
Capasso, M. ;
Carr, J. ;
Carrigan, S. ;
Casanova, S. ;
Cerruti, M. ;
Chakraborty, N. ;
Chalme-Calvet, R. ;
Chaves, R. C. G. ;
Chen, A. ;
Chevalier, J. ;
Chretien, M. ;
Colafrancesco, S. ;
Cologna, G. ;
Condon, B. ;
Conrad, J. ;
Couturier, C. ;
Cui, Y. ;
Davids, I. D. ;
Degrange, B. ;
Deil, C. ;
Devin, J. ;
dewilt, P. ;
Dirson, L. .
ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, 2018, 612
[7]   MEASUREMENT OF THE SPATIAL DISTRIBUTION OF DIFFUSE TeV GAMMA-RAY EMISSION FROM THE GALACTIC PLANE WITH MILAGRO [J].
Abdo, A. A. ;
Allen, B. ;
Aune, T. ;
Berley, D. ;
Blaufuss, E. ;
Casanova, S. ;
Chen, C. ;
Dingus, B. L. ;
Ellsworth, R. W. ;
Fleysher, L. ;
Fleysher, R. ;
Gonzalez, M. M. ;
Goodman, J. A. ;
Hoffman, C. M. ;
Huentemeyer, P. H. ;
Kolterman, B. E. ;
Lansdell, C. P. ;
Linnemann, J. T. ;
McEnery, J. E. ;
Mincer, A. I. ;
Moskalenko, I. V. ;
Nemethy, P. ;
Noyes, D. ;
Porter, T. A. ;
Pretz, J. ;
Ryan, J. M. ;
Parkinson, P. M. Saz ;
Shoup, A. ;
Sinnis, G. ;
Smith, A. J. ;
Strong, A. W. ;
Sullivan, G. W. ;
Vasileiou, V. ;
Walker, G. P. ;
Williams, D. A. ;
Yodh, G. B. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2008, 688 (02) :1078-1083
[8]   MILAGRO OBSERVATIONS OF MULTI-TeV EMISSION FROM GALACTIC SOURCES IN THE FERMI BRIGHT SOURCE LIST [J].
Abdo, A. A. ;
Allen, B. T. ;
Aune, T. ;
Berley, D. ;
Chen, C. ;
Christopher, G. E. ;
DeYoung, T. ;
Dingus, B. L. ;
Ellsworth, R. W. ;
Gonzalez, M. M. ;
Goodman, J. A. ;
Hays, E. ;
Hoffman, C. M. ;
Huentemeyer, P. H. ;
Kolterman, B. E. ;
Linnemann, J. T. ;
McEnery, J. E. ;
Morgan, T. ;
Mincer, A. I. ;
Nemethy, P. ;
Pretz, J. ;
Ryan, J. M. ;
Parkinson, P. M. Saz ;
Shoup, A. ;
Sinnis, G. ;
Smith, A. J. ;
Vasileiou, V. ;
Walker, G. P. ;
Williams, D. A. ;
Yodh, G. B. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2009, 700 (02) :L127-L131
[9]   Extended gamma-ray sources around pulsars constrain the origin of the positron flux at Earth [J].
Abeysekara, A. U. ;
Albert, A. ;
Alfaro, R. ;
Alvarez, C. ;
Alvarez, J. D. ;
Arceo, R. ;
Arteaga-Velazquez, J. C. ;
Rojas, D. Avila ;
Solares, H. A. Ayala ;
Barber, A. S. ;
Bautista-Elivar, N. ;
Becerril, A. ;
Belmont-Moreno, E. ;
BenZvi, S. Y. ;
Berley, D. ;
Bernal, A. ;
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 Leon, C. ;
De la Fuente, E. ;
Dingus, B. L. ;
DuVernois, M. A. ;
Diaz-Velez, J. C. ;
Ellsworth, R. W. ;
Engel, K. ;
Enriquez-Rivera, O. ;
Fiorino, D. W. ;
Fraija, N. ;
Garcia-Gonzalez, J. A. ;
Garfias, F. ;
Gerhardt, M. ;
Munoz, A. Gonzalez ;
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. .
SCIENCE, 2017, 358 (6365) :911-914
[10]   The 2HWC HAWC Observatory Gamma-Ray Catalog [J].
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. ;
Baughman, B. ;
Bautista-Elivar, N. ;
Gonzalez, J. Becerra ;
Becerril, A. ;
Belmont-Moreno, E. ;
BenZvi, S. Y. ;
Berley, D. ;
Bernal, A. ;
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. ;
Hernandez, R. Diaz ;
Dingus, B. L. ;
DuVernois, M. A. ;
Diaz-Velez, J. C. ;
Ellsworth, R. W. ;
Engel, K. ;
Fiorino, D. W. ;
Fraija, N. ;
Garcia-Gonzalez, J. A. ;
Garfias, F. ;
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. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2017, 843 (01)