Dans un article paru dans la revue ApJ, O. Deligny ainsi que C. Bérat, C. Bleve, F. Montanet, Z. Torrès du LPSC, et P. Savina de l’Université du Wisconsin montrent que l’interaction des rayons cosmiques provenant d’au-delà de la Galaxie avec la matière présente dans le plan galactique implique l’existence d’un flux diffus de photons d’ultra-haute énergie. Même s’il demande une exposition très fortement accrue par rapport aux possibilités actuelles pour être sondé, ce flux devrait être dominant dans le ciel des photons entre 100 PeV et 1 EeV — à moins que des sources inattendues ne fassent jour.
Une estimation du flux de photons d’énergie supérieure à 1017 eV provenant des interactions des rayons cosmiques d’ultra-haute énergie avec la matière du disque galactique est présentée. Les incertitudes provenant de la distribution du gaz dans le disque, du niveau absolu du flux de rayons cosmiques et de la composition des rayons cosmiques sont prises en compte. Dans le cadre de ces incertitudes, le flux de photons intégré au-delà de 1017 eV est, moyenné sur une latitude galactique inférieure à 5°, entre ~3.2 x 10-2 km-2 yr-1 sr-1 et ~8.7 x 10-2 km-2 yr-1 sr-1. La valeur moyenne pour l’ensemble du ciel s’élève à ~1.1 x 10-2 km-2 yr-1 sr-1 au-delà de 1017 eV et diminue approximativement comme E-2. Par rapport aux sensibilités actuelles des techniques de détection, un gain de deux à trois ordres de grandeur en exposition est nécessaire pour une détection en deçà de ~1018 eV. Les implications pour les recherches de flux de photons provenant du centre galactique qui seraient indicatifs de la désintégration de particules super lourdes de matière noire sont discutées, car le flux de photons présenté dans cette étude peut être considéré comme un plancher en dessous duquel d’autres signaux sont submergés.