<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">ijaa</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>International Journal of Astronomy and Astrophysics</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2161-4725</issn>
      <issn pub-type="ppub">2161-4717</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/ijaa.2023.131001</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">ijaa-123758</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Transport in Astrophysics: III. Diffusion from the Galactic Plane</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Zaninetti</surname>
            <given-names>Lorenzo</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> Physics Department, University of Turin, Turin, Italy </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The author declares no conflicts of interest regarding the publication of this paper.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>17</day>
        <month>03</month>
        <year>2023</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>03</month>
        <year>2023</year>
      </pub-date>
      <volume>13</volume>
      <issue>01</issue>
      <fpage>1</fpage>
      <lpage>24</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>21</day>
          <month>12</month>
          <year>2022</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>17</day>
          <month>03</month>
          <year>2023</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>20</day>
          <month>03</month>
          <year>2023</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2023 by the authors and Scientific Research Publishing Inc.</copyright-statement>
        <copyright-year>2023</copyright-year>
        <license license-type="open-access">
          <license-p> This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link> ). </license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4236/ijaa.2023.131001">https://doi.org/10.4236/ijaa.2023.131001</self-uri>
      <abstract>
        <p>New solutions, for the stationary and temporary states, are derived for the 1D diffusion of cosmic rays in the presence of losses. The new results are applied to the latitude profile of radiation emitted above the galactic plane. Percolation theory for a spiral galaxy coupled with the evolution of the super-bubbles allows building a model for the radiation of a spiral galaxy as seen face on. The annulus of radiation of our galaxy is also simulated and the excess of radiation observed at the centre of our galaxy is explained by the sine law which arises in the theory of the image.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Particle Diffusion</kwd>
        <kwd>Galaxy: Centre</kwd>
        <kwd>Galaxy: Disk</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>We now analyse, in chronological order, some topics raised by the connection between the acceleration/diffusion/confinement of cosmic rays (CR) and superbubbles/super-shells (SB): the CR confinement from SBs means that the mean age would be independent of energy [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>], the constancy of CR-produced Be relative to supernova-produced Fe observed in halo stars formed in the early Galaxy [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], a model for the observations of the evolution of <sup>6</sup>LiBeB [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>], an explanation for the well-known anomalous <sup>22</sup>Ne/<sup>20</sup>Ne ratio [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>], the acceleration of cosmic-ray nuclei heavier than He in enriched SB interiors [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>], production of CR by suprathermal ion injection [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>], a discussion of the fraction of the unaccounted for energy which is converted in CR [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>], an investigation of the shape of the spectrum of high-energy protons produced inside the SB blown around clusters of massive stars [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>], a model based on two coupled stochastic differential equations, which is applied to protons and alpha particles [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>], a discussion of the non-thermal spectrum between 1.5 and 8.8 GHz which is fitted with a standard model of an aging cosmic-ray electron population [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>], a model which includes advection, diffusion, thermal conduction and radiative cooling for CR [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>], a framework tying together the sources, injection, acceleration, and propagation of CRs [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>], an evaluation of the distribution of pions from continuous losses of CR [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>], analysis of the generalized Kompaneets’ equations adapted to expansion in various external density profiles and coupled with escaping CRs [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>], production of <italic>γ</italic>-ray radiation in the interactions between cosmic rays and interstellar gas in the Orion-Eridanus SB [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>] and acceleration of particles and non-linear feedback [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]. Another point for research is the excess in <italic>γ</italic>-rays observed by the Fermi Large Area Telescope at the centre of the Galaxy, which can be explained by annihilating dark matter, [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]. The already cited papers leave a series of questions unanswered or only partially answered: </p>
      <p>Is it possible to model the 1D diffusion with losses in the stationary and transient cases? Is it possible to model a coupling between percolation theory which allows building a spiral galaxy and the evolution of the SBs in the galactic plane? Can the galactic latitude and longitude cuts of observed radiation be explained by the diffusion? Do the galactic longitude cuts of observed radiation follow the sine law? </p>
      <p>In order to answer the above questions, Section 2 reviews the connection between random walks and diffusion, Section 3 reviews stationary diffusions with losses and introduces a new stationary diffusion with losses, Section 4 introduces the new transient diffusion with losses, and Section 5.2 applies the new results about 1D diffusion to the latitude profiles of the galactic plane for the observed radiation. Section 6 reviews a model for a spiral galaxy as given by percolation theory, introduces a simple model for the SBs, models the diffusion of CRs from the SBs and finally displays the observed radiation for a spiral as seen face on, in Mollweide projection and as longitude profiles.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. The Random Walk</title>
      <p>The dependence of the mean square displacement, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="true"> ¯ </mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , according to Equation (8.38) in [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>] is </p>
      <disp-formula id="FD1">
        <label>(1)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mover accent="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo stretchy="true">¯</mml:mo>
            </mml:mover>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:mi>D</mml:mi>
            <mml:mi>t</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>→</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mn>,</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <italic>d</italic> is the number of spatial dimensions. From Equation (1), the diffusion coefficient is derived in the continuum: </p>
      <disp-formula id="FD2">
        <label>(2)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>D</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mo>→</mml:mo>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mo>¯</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>d</mml:mi>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mn>.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Using discrete time steps, the average square radius after <italic>N</italic> steps, Equation (12.5) in [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>], is </p>
      <disp-formula id="FD3">
        <label>(3)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>〈</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>〉</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>~</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:mi>D</mml:mi>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:mn>,</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>from which the diffusion coefficient is derived: </p>
      <disp-formula id="FD4">
        <label>(4)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>D</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>〈</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>〉</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>d</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mn>.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>If <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> 〈 </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> 〉 </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ~ </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the diffusion coefficient is </p>
      <disp-formula id="FD5">
        <label>(5)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>D</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>d</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>λ</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>when the step length of the walker or mean free path between successive collisions is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> λ </mml:mi></mml:math></inline-formula> and the transport velocity is <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mi> r </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The above formula allows an astrophysical evaluation of the diffusion coefficient. The mean free path is here chosen to be the gyro-radius of the relativistic ions, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mi> Z </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Once the energy is expressed in units of 10<sup>15</sup> eV (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 15 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ), and the magnetic field in 10<sup>−6</sup> Gauss (<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ) we have </p>
      <disp-formula id="FD6">
        <label>(6)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ρ</mml:mi>
              <mml:mi>Z</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1.08</mml:mn>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>15</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>6</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mi>Z</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>pc</mml:mtext>
            <mml:mn>,</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <italic>Z</italic> is the atomic number. On assuming that the CRs diffuse with a mean free path equal to the relativistic gyro-radius, the transport velocity is equal to the speed of light and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the case here analysed, the diffusion coefficient according to Equation (5), is </p>
      <disp-formula id="FD7">
        <label>(7)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>D</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0.1654</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>15</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>Z</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>B</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>6</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>pc</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>2</mml:mtext>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>year</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1.654</mml:mn>
                <mml:mo>×</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>10</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>7</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>G</mml:mi>
                    <mml:mi>e</mml:mi>
                    <mml:mi>V</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>Z</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>B</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>6</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>pc</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>2</mml:mtext>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>year</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mn>.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. The Stationary Diffusion</title>
      <p>We now analyse the stationary 1D diffusion both in the absence and presence of losses. In the following, spatial distance is expressed in pc, the time in years, and </p>
      <p>the diffusion coefficient in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mtext> 2 </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> yr </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <sec id="sec3dot1">
        <title>3.1. Absence of Losses</title>
        <p>Fick’s second law in 1D states that a change in concentration, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , in any part of the system is due to an inflow and an outflow of material into and out of a part of the system: </p>
        <disp-formula id="FD8">
          <label>(8)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mfrac>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>∂</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>,</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>D</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>,</mml:mn>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>,</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <italic>D</italic> is the diffusion coefficient and <italic>t</italic> is the time. For a stationary state, the above equation is </p>
        <disp-formula id="FD9">
          <label>(9)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>D</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>,</mml:mn>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The concentration increases from 0 at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to a maximum value <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and then falls again to 0 at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The two solutions are </p>
        <disp-formula id="FD10">
          <label>(10)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>a</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and </p>
        <disp-formula id="FD11">
          <label>(11)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>c</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mi>c</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </sec>
      <sec id="sec3dot2">
        <title>3.2. Presence of Losses</title>
        <p>The presence of losses modifies Fick’s second law in 1D for the steady state, see Equation (8) as </p>
        <disp-formula id="FD12">
          <label>(12)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>D</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>l</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where the parameter <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> regulates the losses and is expressed in <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mtext> 1 </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> year </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The concentration increases from 0 at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to a maximum value <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and then falls again to 0 at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The two solutions are </p>
        <disp-formula id="FD13">
          <label>(13)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msqrt>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>a</mml:mi>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msqrt>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mi>b</mml:mi>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msqrt>
                                <mml:mi>D</mml:mi>
                              </mml:msqrt>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msqrt>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>a</mml:mi>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msqrt>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>b</mml:mi>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msqrt>
                                <mml:mi>D</mml:mi>
                              </mml:msqrt>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:msqrt>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                                <mml:mi>l</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>b</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msqrt>
                            <mml:mi>D</mml:mi>
                          </mml:msqrt>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mn>
                <mml:mo>;</mml:mo>
              </mml:mn>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>,</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and </p>
        <disp-formula id="FD14">
          <label>(14)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msqrt>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>a</mml:mi>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msqrt>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>b</mml:mi>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msqrt>
                                <mml:mi>D</mml:mi>
                              </mml:msqrt>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msqrt>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>a</mml:mi>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msqrt>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>b</mml:mi>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                  <mml:mi>c</mml:mi>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msqrt>
                                <mml:mi>D</mml:mi>
                              </mml:msqrt>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>C</mml:mi>
                    <mml:mi>m</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:msqrt>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                                <mml:mi>l</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>b</mml:mi>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mi>c</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msqrt>
                            <mml:mi>D</mml:mi>
                          </mml:msqrt>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mn>
                <mml:mo>;</mml:mo>
              </mml:mn>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The solution with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is reported in Appendix A. <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref> reports the new 1D theoretical solution when the coefficient of the losses is variable. </p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>4. The Transient Diffusion with Losses</title>
      <p>Fick’s second law in 1D in the presence of losses states that a change in concentration, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , is </p>
      <disp-formula id="FD15">
        <label>(15)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mo>∂</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mn>,</mml:mn>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>D</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>∂</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mn>,</mml:mn>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mn>,</mml:mn>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mn>,</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <italic>D</italic> is the diffusion coefficient, <italic>t</italic> is the time and the parameter <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> regulates the losses. We now solve Fick’s second law in 1D over the spatial domain <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0, </mml:mn><mml:mi> L </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in the presence of an initial profile (the initial condition) for the number of particles. The <italic>first</italic> case to be analysed is an initial exponential profile of concentration </p>
      <disp-formula id="FD16">
        <label>(16)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mn>,0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>L</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mn>,</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <italic>s</italic> is an adjustable parameter and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the number of particles at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The boundary conditions are assumed to be <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0, </mml:mn><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the solution is the following Fourier series </p>
      <fig id="fig1">
        <label>Figure 1</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId101.jpeg?20251218021739" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 1.</bold> Values of concentration in the case of steady state with losses computed with Equations (13) and (14) when <italic>a</italic> = −500 pc, <italic>b</italic> = 0 pc, <italic>c</italic> = 500 pc and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mtext> 2 </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> yr </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mtext> 1 </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> year </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (full line), <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mtext> 1 </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> year </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (dashed), <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mtext> 1 </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> year </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (dot-dash-dot-dash), <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mtext> 1 </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> year </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (dotted).</p>
      <disp-formula id="FD17">
        <label>(17)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mn>,</mml:mn>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>s</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:munderover>
                        <mml:mo>∑</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>∞</mml:mi>
                      </mml:munderover>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                                <mml:mi>cos</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mi>n</mml:mi>
                                        <mml:mi>π</mml:mi>
                                        <mml:mi>x</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mi>L</mml:mi>
                                    </mml:mfrac>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>−</mml:mo>
                                    <mml:mfrac>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mi>t</mml:mi>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mo>(</mml:mo>
                                          <mml:mrow>
                                            <mml:mi>D</mml:mi>
                                            <mml:msup>
                                              <mml:mi>π</mml:mi>
                                              <mml:mn>2</mml:mn>
                                            </mml:msup>
                                            <mml:msup>
                                              <mml:mi>n</mml:mi>
                                              <mml:mn>2</mml:mn>
                                            </mml:msup>
                                            <mml:mo>+</mml:mo>
                                            <mml:msup>
                                              <mml:mi>L</mml:mi>
                                              <mml:mn>2</mml:mn>
                                            </mml:msup>
                                            <mml:msub>
                                              <mml:mi>a</mml:mi>
                                              <mml:mi>l</mml:mi>
                                            </mml:msub>
                                          </mml:mrow>
                                          <mml:mo>)</mml:mo>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:msup>
                                          <mml:mi>L</mml:mi>
                                          <mml:mn>2</mml:mn>
                                        </mml:msup>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:mfrac>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:msup>
                                <mml:mi>s</mml:mi>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>N</mml:mi>
                                  <mml:mn>0</mml:mn>
                                </mml:msub>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:msup>
                                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mo>−</mml:mo>
                                        <mml:mi>s</mml:mi>
                                      </mml:mrow>
                                    </mml:msup>
                                    <mml:msup>
                                      <mml:mrow>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mo>(</mml:mo>
                                          <mml:mrow>
                                            <mml:mo>−</mml:mo>
                                            <mml:mn>1</mml:mn>
                                          </mml:mrow>
                                          <mml:mo>)</mml:mo>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:mrow>
                                      <mml:mi>n</mml:mi>
                                    </mml:msup>
                                    <mml:mo>−</mml:mo>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>π</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>n</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>s</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>s</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mn>.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>A 3D surface of the solution as a function of space and time is reported in <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref>. The <italic>second</italic> case to be analysed is an initial sine profile for the concentration,</p>
      <disp-formula id="FD18">
        <label>(18)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mn>,0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mi>sin</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>L</mml:mi>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the number of particles at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The boundary conditions are assumed to be <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0, </mml:mn><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the solution is the following Fourier series </p>
      <disp-formula id="FD19">
        <label>(19)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mn>,</mml:mn>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>π</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:munderover>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>∞</mml:mi>
              </mml:munderover>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mi>cos</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>n</mml:mi>
                                <mml:mi>π</mml:mi>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>L</mml:mi>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mtext>e</mml:mtext>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mi>D</mml:mi>
                                    <mml:msup>
                                      <mml:mi>π</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msup>
                                    <mml:msup>
                                      <mml:mi>n</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msup>
                                    <mml:mo>+</mml:mo>
                                    <mml:msup>
                                      <mml:mi>L</mml:mi>
                                      <mml:mn>2</mml:mn>
                                    </mml:msup>
                                    <mml:msub>
                                      <mml:mi>a</mml:mi>
                                      <mml:mi>l</mml:mi>
                                    </mml:msub>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>L</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>(</mml:mo>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>−</mml:mo>
                                    <mml:mn>1</mml:mn>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mo>)</mml:mo>
                                </mml:mrow>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>π</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>n</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mn>.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The solution as a function of <italic>x</italic> and <italic>t</italic> is presented as a surface plot in <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref>.</p>
      <fig id="fig2">
        <label>Figure 2</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId126.jpeg?20251218021739" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 2.</bold> Values of concentration in the transient case with losses in the presence of an exponential profile as computed with Equation (17) as a function of space and time when L = 1000 pc, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mtext> 2 </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> yr </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mtext> 1 </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> year </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <fig id="fig3">
        <label>Figure 3</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId135.jpeg?20251218021739" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 3.</bold> Values of concentration in the transient case with losses in the presence of a sine profile as computed with Equation (19) as a function of space and time when <italic>L</italic> = 1000 pc, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mtext> 2 </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> yr </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mtext> 1 </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> year </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>An example of the influence of the parameter <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on the solution is reported in <xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4</xref>. The <italic>third</italic> case is an initial sin<sup>4</sup> profile for the concentration</p>
      <disp-formula id="FD20">
        <label>(20)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>N</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mn>,0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>sin</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>4</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>π</mml:mi>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>L</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the number of particles at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The boundary conditions are assumed to be <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0, </mml:mn><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the analytical solution is </p>
      <disp-formula id="FD21">
        <label>(21)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mn>,</mml:mn>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>cos</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>4</mml:mn>
                            <mml:mi>π</mml:mi>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mi>L</mml:mi>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>16</mml:mn>
                                <mml:mi>D</mml:mi>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>π</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>L</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                  <mml:mi>l</mml:mi>
                                </mml:msub>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>L</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mi>cos</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                            <mml:mi>π</mml:mi>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mi>L</mml:mi>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mn>4</mml:mn>
                                <mml:mi>D</mml:mi>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>π</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                                <mml:mo>+</mml:mo>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mi>L</mml:mi>
                                  <mml:mn>2</mml:mn>
                                </mml:msup>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                  <mml:mi>l</mml:mi>
                                </mml:msub>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>L</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>8</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mn>.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The solution as a function of time and space is reported in <xref ref-type="fig" rid="fig5">Figure 5</xref>.</p>
      <fig id="fig4">
        <label>Figure 4</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId156.jpeg?20251218021739" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 4.</bold> Values of concentration in the transient case with losses in the presence of a sine profile as a function of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when <italic>L</italic> = 1000 pc, <italic>x</italic> = 250 pc, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mtext> 2 </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> yr </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <fig id="fig5">
        <label>Figure 5</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId163.jpeg?20251218021738" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 5.</bold> Values of concentration with losses in the presence of a sin<sup>4</sup> profile computed with Equation (21) as function of space and time when <italic>L</italic> = 1000 pc, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mtext> 2 </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> yr </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.0 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mtext> 1 </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> year </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
    </sec>
    <sec id="sec5">
      <title>5. Astrophysical Profiles</title>
      <sec id="sec5dot1">
        <title>5.1. Statistics</title>
        <p>The merit function <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is computed according to the formula </p>
        <disp-formula id="FD22">
          <label>(22)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>χ</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:munderover>
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:munderover>
              </mml:mstyle>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>T</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>O</mml:mi>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>O</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <italic>n</italic> is the number of elements of the sample, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the theoretical value, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> O </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the experimental data. In the following we will compare our results with two standard types of fits. The <italic>first</italic> is the polynomial fit of degree <italic>m</italic></p>
        <disp-formula id="FD23">
          <label>(23)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mo>⋯</mml:mo>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>m</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mi>m</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mn>,</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> m </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> unknown coefficients, see the Fortran subroutine lfit in [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]. The second <italic>fit</italic> is represented by the Gaussian function </p>
        <disp-formula id="FD24">
          <label>(24)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>x</mml:mi>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>x</mml:mi>
                                    <mml:mi>m</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>σ</mml:mi>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:msqrt>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msqrt>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:msqrt>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                  </mml:msqrt>
                  <mml:mi>σ</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mn>,</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <italic>C</italic>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> σ </mml:mi></mml:math></inline-formula> are three parameters to be found with the Levenberg method, see the Fortran subroutine mrqmin in [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]. </p>
      </sec>
      <sec id="sec5dot2">
        <title>5.2. Latitude Profile</title>
        <p>Astronomers usually report the intensity of emission in the various bands as flux versus galactic latitude or galactic longitude. In the following we will assume that the synchrotron radiation which is thought to vary from the radio to the <italic>γ</italic> region is proportional to the concentration of the diffusing CR. Further, the distance from the galactic plane, the vertical galactic height, is assumed to be proportional to the galactic latitude. We now make a comparison between the observed flux versus the galactic latitude and the theoretical behaviour of the concentration of CR as given by the diffusion. A <italic>first</italic> example is given by the <italic>γ</italic>-ray diffuse emission around 15 TeV as reported in <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref> in [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>]. <xref ref-type="fig" rid="fig6">Figure 6</xref> reports the observed data and the model of 1D diffusion with an exponential profile of concentration, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the various models in <bold>Table 1</bold>.</p>
        <p>A <italic>second</italic> example is given by the <italic>γ</italic>-ray diffuse emission as detected by AR-GO-YBJ in the interval [350 GeV, 2 TeV] which is reported in Figure 2 of [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]. <xref ref-type="fig" rid="fig7">Figure 7</xref> reports the observed data and the model of 1D diffusion with a sine profile of concentration, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the various models in <bold>Table 1</bold>.</p>
        <p><bold>Table 1.</bold> Numerical values of the parameters for the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as given by Equation (22) for different profiles and different models.</p>
        <table-wrap id="tbl1">
          <label>Table 1</label>
          <table>
            <tbody>
              <tr>
                <td>Model</td>
                <td>Reference</td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math display="inline">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>χ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                  , Model
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math display="inline">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>χ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                  , Polynomial profile
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math display="inline">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>χ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                  , Gaussian profile
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>exponential profile</td>
                <td>
                  [
                  <xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>
                  ]
                </td>
                <td>25.35</td>
                <td>18.5</td>
                <td>5.1</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>sine profile</td>
                <td>
                  [
                  <xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>
                  ]
                </td>
                <td>45.27</td>
                <td>17.97</td>
                <td>7.25</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>stationary 1D</td>
                <td>
                  [
                  <xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>
                  ]
                </td>
                <td>176,747</td>
                <td>931,530</td>
                <td>337,555</td>
              </tr>
            </tbody>
          </table>
        </table-wrap>
        <fig id="fig6">
          <label>Figure 6</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId202.jpeg?20251218021741" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 6.</bold> The <italic>γ</italic>-ray flux as reported in Figure 3 of [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>], inner Galaxy or <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn> 30 </mml:mn><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:mn> 65 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , is displayed as black points with error bar. The red full line reports the values of concentration computed with 1D diffusion in the presence of an exponential profile, see Equation (17), when <italic>L</italic> = 1000 pc, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mtext> 2 </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> yr </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:msup><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> years </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mtext> 1 </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> year </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The green dashed line represents the polynomial approximation and the blue dash-dotdash the Gaussian approximation.</p>
        <fig id="fig7">
          <label>Figure 7</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId215.jpeg?20251218021741" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 7.</bold> The <italic>γ</italic>-ray flux as reported in Figure 2 of [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>] is displayed as black points with error bar. The red full line reports the values of concentration computed with 1D diffusion in the presence of a sine profile, see Equation (19), when <italic>L</italic> = 1000 pc, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mtext> 2 </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> yr </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mn> 7 </mml:mn></mml:msup><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> years </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mtext> 1 </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> year </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The green dashed line represents the polynomial approximation and the blue dash-dot-dash the Gaussian approximation.</p>
        <p>A <italic>third</italic> example is given by the radio emission at 408 MHz as detected by Planck which is reported in Figure 4 of [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>]. <xref ref-type="fig" rid="fig8">Figure 8</xref> reports the observed data and the model of 1D stationary diffusion with losses, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the various models in <bold>Table 1</bold>.</p>
        <fig id="fig8">
          <label>Figure 8</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId224.jpeg?20251218021741" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 8.</bold> The radio flux at 408 MHz as reported in Figure 4 of [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>] is displayed as black points with error bar. The red full line reports the values of concentration computed with 1D stationary diffusion with losses, see Equations (13) and (14), when <italic>L</italic> = 1000 pc, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> D </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow><mml:mtext> 2 </mml:mtext></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> yr </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> l </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2.5 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mfrac><mml:mtext> 1 </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> year </mml:mtext></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The green dashed line represents the polynomial approximation and the blue dash-dot-dash the Gaussian approximation.</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec6">
      <title>6. The Diffusion in a Spiral Galaxy</title>
      <p>We now review percolation theory, a model for the evolution of SBs, the diffusion from many injection points, some elements of the theory of the image which allows building theoretical profiles of the intensity of radiation versus galactic longitude, and an evaluation for the index of galactic CRs.</p>
      <sec id="sec6dot1">
        <title>6.1. Percolation</title>
        <p>The appearance of arms can be simulated through percolation theory [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>]. The fundamental hypotheses and the parameters adopted in the simulation are now reviewed. </p>
        <p>1) The motion of a gas on the galactic plane has a constant rotational velocity, denoted by <italic>V</italic><sub>G</sub> (in the case of spiral type Sb 218 km∙s<sup>−1</sup>). Here the velocity, <italic>V</italic><sub>G</sub>, is expressed in units of 200 km∙s<sup>−1</sup> and will therefore be <italic>V</italic><sub>G</sub> = 1.39. </p>
        <p>2) The polar simulation array made by rings and cells has a radius <italic>R</italic><sub>G</sub> = 12 kpc. The number of rings, (59), by the multiplication of <italic>R</italic><sub>G</sub> with the number of rings for each kpc, denoted by nring/kpc, which in our case is 5. Every ring is then made up of many <italic>cells</italic>, each one with a size on the order of the galactic thickness, ≈0.2 kpc. The parameter nring/kpc can also be found by dividing 1 kpc by the cell’s approximate size.</p>
        <p>3) The global number of cells, 11,121, multiplied by the probability of the spontaneous formation of a new cluster, <italic>p</italic><sub>sp</sub> (for example 0.01), allows the process to start (with the previous parameters, 111 new clusters were generated). Each one of these sources has 6 new surroundings that are labeled for each ring. </p>
        <p>4) In order to better simulate the decrease of the gas density along the radius, a stimulated probability of forming new clusters with a linear dependence by the radius, <italic>p</italic><sub>s</sub><italic><sub>t</sub></italic> = <italic>a</italic> + <italic>bR</italic>, was chosen. The values <italic>a</italic> and <italic>b</italic> are found by fixing <italic>prmax</italic> (for example 0.18), the stimulated probability at the outer ring, and <italic>prmin</italic> (for example 0.24) in the inner ring; of course, <italic>prmin≥prmax</italic>. This approach is surprisingly similar to the introduction of an anisotropic probability distribution in order to better simulate certain classes of spirals [<xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>]. </p>
        <p>5) Now, new sources are selected in each ring based on the hypothesis of different stimulated probabilities. A rotation curve is imposed so that the array rotates in the same manner as the galaxy. The procedure repeats itself <italic>n</italic> times (100); we denote by <italic>t</italic><sub>G</sub> the age of the simulation, viz., 100 × 10<sup>7</sup> yr, where 10<sup>7</sup> yr is the astrophysical counterpart of one time step. </p>
        <p>6) In order to prevent catastrophic growth, the process is stopped when the number of surroundings is greater than <italic>max</italic> (1000) and restarts by spontaneous probability. </p>
        <p>7) The final number of active cells (3824) is plotted with the size, which decreases linearly with the age of the cluster. In other words, the young clusters are bigger than the old ones. Only 10 cluster ages are shown; only cells with an age of less than life (in our case 10 × 10<sup>7</sup> yr) are selected. </p>
        <p>A typical run is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig9">Figure 9</xref> and in <bold>Table 2</bold> we summarize the parameters used in this simulation.</p>
        <fig id="fig9">
          <label>Figure 9</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId231.jpeg?20251218021743" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 9.</bold> A typical simulation of the galaxy’s arms with the parameters as in <bold>Table 2</bold> and radius of a cluster inversely proportional to its lifetime.</p>
        <p><bold>Table 2.</bold> Parameters of the model.</p>
        <table-wrap id="tbl2">
          <label>Table 2</label>
          <table>
            <tbody>
              <tr>
                <td>Galactic radius</td>
                <td>12 kpc</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>Rings/kpc</td>
                <td>5</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>Stochastic probability</td>
                <td>0.01</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>Timestep</td>
                <td>
                  10
                  <sup>7</sup>
                  years
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>Cells</td>
                <td>11,121</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>Active</td>
                <td>3894</td>
              </tr>
            </tbody>
          </table>
        </table-wrap>
        <p>A discussion of the location of the spiral arms and that of the peak of the total synchrotron emission can be found in [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>].</p>
      </sec>
      <sec id="sec6dot2">
        <title>6.2. The Density Profile</title>
        <p>The vertical density distribution of galactic H I is well-known; specifically, it has the following three component behavior as a function of <italic>z</italic>, the distance from the galactic plane in pc: </p>
        <disp-formula id="FD25">
          <label>(25)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>n</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mn>
                    <mml:mo>;</mml:mo>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mn>,</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mn>,</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mn>,</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mn>,</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mn>,</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mtext>e</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mn>.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>We took [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B33">33</xref>]<inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.395 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> particles cm </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 127 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.107 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> particles cm </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 318 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.064 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> particles cm </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 403 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This distribution of galactic H I is valid in the range <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mn> 0.4 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> R </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 8.5 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> kpc </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <italic>R</italic> is the distance from the galactic centre. We now fit the above profile with the following theoretical inverse square dependence on <italic>z</italic>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mi> h </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , in Cartesian coordinates, </p>
        <disp-formula id="FD26">
          <label>(26)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mn>
                    <mml:mo>;</mml:mo>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mn>,</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mn>,</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the number density of the three component medium at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be found by minimizing the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the difference of the two functions (<xref ref-type="fig" rid="fig10">Figure 10</xref>).</p>
      </sec>
      <sec id="sec6dot3">
        <title>6.3. The Super-Bubbles</title>
        <p>In spherical coordinates the density is assumed to be </p>
        <disp-formula id="FD27">
          <label>(27)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>ρ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                  <mml:mn>
                    <mml:mo>;</mml:mo>
                  </mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mn>,</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>ρ</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mn>,</mml:mn>
                  <mml:mi>θ</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>ρ</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>r</mml:mi>
                          <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>r</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>ρ</mml:mi>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mn>1</mml:mn>
                                      <mml:mo>+</mml:mo>
                                      <mml:mfrac>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:mi>r</mml:mi>
                                          <mml:mi>cos</mml:mi>
                                          <mml:mrow>
                                            <mml:mo>(</mml:mo>
                                            <mml:mi>θ</mml:mi>
                                            <mml:mo>)</mml:mo>
                                          </mml:mrow>
                                        </mml:mrow>
                                        <mml:mrow>
                                          <mml:msub>
                                            <mml:mi>z</mml:mi>
                                            <mml:mn>0</mml:mn>
                                          </mml:msub>
                                        </mml:mrow>
                                      </mml:mfrac>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>r</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>&lt;</mml:mo>
                          <mml:mi>r</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where the parameter <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> fixes the scale, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the density at <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> θ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the polar angle. Given a solid angle <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> Δ </mml:mi><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the mass <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> swept in the interval <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0, </mml:mn><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is </p>
        <disp-formula id="FD28">
          <label>(28)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:mfrac>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ρ</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msubsup>
                <mml:mi>r</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mn>3</mml:mn>
              </mml:msubsup>
              <mml:mi>Δ</mml:mi>
              <mml:mi>Ω</mml:mi>
              <mml:mn>.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <fig id="fig10">
          <label>Figure 10</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId280.jpeg?20251218021745" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 10.</bold> Profiles of density versus scale height <italic>z</italic>: the inverse square profile given by Equation (26) when <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 239 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> pc </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.565 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext> particles cm </mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (blue dotted line) and the three-component exponential distribution as given by Equation (25) (red full line).</p>
        <p>The total mass swept, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn><mml:mo> ; </mml:mo></mml:mn><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mn> , </mml:mn><mml:msub><mml:mi> z </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> θ </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:msub><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> Δ </mml:mi><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , in the interval <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0, </mml:mn><mml:mi> r </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is </p>
        <disp-formula id="FD29">
          <label>(29)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mi>M</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mo>;</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>θ</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ρ</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>Δ</mml:mi>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ρ</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>ρ</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mi>r</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>cos</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mi>θ</mml:mi>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>ρ</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mi>ln</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>r</mml:mi>
                              <mml:mi>cos</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>θ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>z</mml:mi>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>cos</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mi>θ</mml:mi>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ρ</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mn>4</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>cos</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>θ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>r</mml:mi>
                          <mml:mi>cos</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>θ</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ρ</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>cos</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>θ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ρ</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mi>ln</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>r</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>cos</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>θ</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>cos</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>θ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>ρ</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mn>4</mml:mn>
                          </mml:msubsup>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>cos</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mi>θ</mml:mi>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>r</mml:mi>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mi>cos</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>θ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>z</mml:mi>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>Δ</mml:mi>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                  <mml:mo>.</mml:mo>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The differential equation which models the conservation of momentum is </p>
        <disp-formula id="FD30">
          <label>(30)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable columnalign="left">
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ρ</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>ρ</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mi>r</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>cos</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mi>θ</mml:mi>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>ρ</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mi>ln</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>r</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mi>cos</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>θ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>z</mml:mi>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>cos</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mi>θ</mml:mi>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msup>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ρ</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mn>4</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>cos</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>θ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>r</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mi>cos</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>θ</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ρ</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>r</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>cos</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>θ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ρ</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msubsup>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msubsup>
                      <mml:mi>ln</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>r</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>cos</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>θ</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>cos</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>θ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mfrac>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>ρ</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mn>4</mml:mn>
                          </mml:msubsup>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>cos</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mi>θ</mml:mi>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>3</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>r</mml:mi>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                              </mml:msub>
                              <mml:mi>cos</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>θ</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>+</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>z</mml:mi>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mfrac>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mtext>d</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>ρ</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0,</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where the initial conditions are <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> r </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The adopted astrophysical units are pc for space and year for time. The starting parameters of the inverse square model are <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn><mml:mo> * </mml:mo></mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the number of SN explosions in 5.0 × 10<sup>7</sup> yr, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 51 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the energy in 10<sup>51</sup> erg, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the initial velocity which is fixed by the bursting phase, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the initial time in yr which is equal to the bursting time, and <italic>t</italic> the proper time of the SB.</p>
        <p>A possible set of initial values is reported in <bold>Table 3</bold> in which the initial values of the radius and velocity are fixed by the bursting phase.</p>
        <p><bold>Table 3.</bold> Numerical values of the parameters for the simulation in the case of the inverse square model.</p>
        <table-wrap id="tbl3">
          <label>Table 3</label>
          <table>
            <tbody>
              <tr>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math display="inline">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>[</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mtext>particles</mml:mtext>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msup>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mtext>cm</mml:mtext>
                                  </mml:mrow>
                                  <mml:mn>3</mml:mn>
                                </mml:msup>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>]</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                </td>
                <td>1</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>
                  <italic>E</italic>
                  <sub>51</sub>
                </td>
                <td>1</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>
                  <italic>N</italic>
                  *
                </td>
                <td>
                  5.87 × 10
                  <sup>8</sup>
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>
                  <italic>r</italic>
                  <sub>0</sub>
                </td>
                <td>220 pc</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>
                  <italic>v</italic>
                  <sub>0</sub>
                </td>
                <td>3500 km/s</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>
                  <italic>z</italic>
                  <sub>0</sub>
                </td>
                <td>239</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>
                  <italic>t</italic>
                </td>
                <td>
                  5.95 × 10
                  <sup>7</sup>
                  yr
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>
                  <italic>t</italic>
                  <sub>0</sub>
                </td>
                <td>36,948 yr</td>
              </tr>
            </tbody>
          </table>
        </table-wrap>
        <p>In order to simulate the structure of the galactic plane, the same basic parameters as in <xref ref-type="fig" rid="fig9">Figure 9</xref> can be chosen, but now the SBs are drawn with an equal-area Aitoff projection. In particular, a certain number of clusters will be selected through a random process according to the following formula: </p>
        <disp-formula id="FD31">
          <label>(31)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mtext>selected clusters</mml:mtext>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mtext>pselect</mml:mtext>
              <mml:mo>⋅</mml:mo>
              <mml:mtext>number of clusters from percolation</mml:mtext>
              <mml:mn>,</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where pselect has a probability lower than one. The final result of the simulation for the network of the SBs is reported in <xref ref-type="fig" rid="fig11">Figure 11</xref>. </p>
      </sec>
      <sec id="sec6dot4">
        <title>6.4. Diffusion of CR from SB</title>
        <p>We now model the 1D diffusion from many injection points (in the following IP) in a 3D space, disposed on <italic>N</italic><italic><sub>SB</sub></italic> SBs. The rules are: </p>
        <p>1) The first of <italic>N</italic><italic><sub>SB</sub></italic> SB is chosen. </p>
        <p>2) The IPs, for example 200, are randomly generated on the surface of the selected SB. </p>
        <p>3) The values of concentration from the multiple diffusion, the IPs, are recorded on a 3D grid <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℳ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> which covers the considered 3D space. </p>
        <p>4) At each point of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℳ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> we evaluate the distance of the nearest IP </p>
        <p>5) The value of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> ℳ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> y </mml:mi><mml:mn> , </mml:mn><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is computed with Formula (A.1) in the case of a steady state diffusion with losses, see <bold>Table 4</bold>, or Formula (21) in the case of transient diffusion in the presence of an initial exponential profile of concentration, see <bold>Table 5</bold>. </p>
        <p>6) The next SB is chosen and the process restarts from point 2.</p>
      </sec>
      <sec id="sec6dot5">
        <title>6.5. The Image Theory</title>
        <p>The transfer equation in the presence of emission only, see for example [<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>] or [<xref ref-type="bibr" rid="B35">35</xref>], is </p>
        <disp-formula id="FD32">
          <label>(32)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>I</mml:mi>
                    <mml:mi>ν</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mo>−</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mi>ζ</mml:mi>
              <mml:msub>
                <mml:mi>I</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mi>ζ</mml:mi>
              <mml:mn>,</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <fig id="fig11">
          <label>Figure 11</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId319.jpeg?20251218021747" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 11.</bold> Structure of the galactic plane in the Hammer-Aitoff projection, as resulting from the SB/percolation network. The value of pselect is 0.04, corresponding to 143 selected clusters. The parameters of the inverse square model are reported in <bold>Table 3</bold> and each SB has 200 random points on its surface.</p>
        <p><bold>Table 4.</bold> Numerical values of the parameters for the diffusion in the case of 1D stationary diffusion with losses, see Equations (13) and (14).</p>
        <table-wrap id="tbl4">
          <label>Table 4</label>
          <table>
            <tbody>
              <tr>
                <td>
                  <italic>a</italic>
                  = −1000 pc
                  <italic>b</italic>
                  = 0 pc
                  <italic>c</italic>
                  = 1000 pc
                  <italic>D</italic>
                  = 10
                  <sup>−</sup>
                  <sup>4</sup>
                  pc
                  <sup>2</sup>
                  /yr
                  <italic>C</italic>
                  <italic>
                    <sub>m</sub>
                  </italic>
                  = 10
                  <sup>2</sup>
                  <italic>a</italic>
                  <italic>
                    <sub>l</sub>
                  </italic>
                  = 10
                  <sup>−</sup>
                  <sup>9</sup>
                  /year
                </td>
              </tr>
            </tbody>
          </table>
        </table-wrap>
        <p><bold>Table 5.</bold> Numerical values of the parameters for the diffusion in the case of transient diffusion with losses computed with Equation (21).</p>
        <table-wrap id="tbl5">
          <label>Table 5</label>
          <table>
            <tbody>
              <tr>
                <td>
                  <italic>L</italic>
                  = 2000 pc
                  <italic>D</italic>
                  = 10
                  <sup>−</sup>
                  <sup>4</sup>
                  pc
                  <sup>2</sup>
                  /yr
                  <italic>N</italic>
                  <sub>0</sub>
                  = 10
                  <sup>3</sup>
                  <italic>t</italic>
                  = 3 × 10
                  <sup>7</sup>
                  year
                  <italic>a</italic>
                  <italic>
                    <sub>l</sub>
                  </italic>
                  = 10
                  <sup>−</sup>
                  <sup>10</sup>
                  /year
                </td>
              </tr>
            </tbody>
          </table>
        </table-wrap>
        <p>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> ν </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the specific intensity, <italic>s</italic> is the line of sight, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> j </mml:mi><mml:mi> ν </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the emission coefficient, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> ν </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> a mass absorption coefficient, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ζ </mml:mi></mml:math></inline-formula> the mass density at position <italic>s</italic>, and the index <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ν </mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes the relevant frequency of emission. The solution to Equation (32) is </p>
        <disp-formula id="FD33">
          <label>(33)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>I</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>τ</mml:mi>
                    <mml:mi>ν</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mi>ν</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mi>ν</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>τ</mml:mi>
                        <mml:mi>ν</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>s</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>,</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mi> ν </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the optical depth at frequency <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> ν </mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
        <disp-formula id="FD34">
          <label>(34)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mtext>d</mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>τ</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mi>ζ</mml:mi>
              <mml:mtext>d</mml:mtext>
              <mml:mi>s</mml:mi>
              <mml:mn>.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>We now continue analysing the case of an optically thin layer in which <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mi> ν </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is very small (or <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> ν </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> very small); the equation of transfer is </p>
        <disp-formula id="FD35">
          <label>(35)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>I</mml:mi>
                    <mml:mi>ν</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mfrac>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mi>ζ</mml:mi>
              <mml:mn>.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The integration of the above equation gives </p>
        <disp-formula id="FD36">
          <label>(36)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>I</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>I</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>+</mml:mo>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mo>∫</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>s</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>s</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msubsup>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mi>ζ</mml:mi>
              <mml:mtext>d</mml:mtext>
              <mml:mi>s</mml:mi>
              <mml:mn>.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>If the background is assumed to be dark, the image is proportional to the integral of the emissivity </p>
        <disp-formula id="FD37">
          <label>(37)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>I</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mo>∫</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>s</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>s</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msubsup>
                </mml:mrow>
              </mml:mstyle>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msub>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mi>ζ</mml:mi>
              <mml:mtext>d</mml:mtext>
              <mml:mi>s</mml:mi>
              <mml:mn>.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The discrete version of the above equation is </p>
        <disp-formula id="FD38">
          <label>(38)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>I</mml:mi>
                <mml:mi>ν</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>∝</mml:mo>
              <mml:mstyle displaystyle="true">
                <mml:munderover>
                  <mml:mo>∑</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>n</mml:mi>
                </mml:munderover>
              </mml:mstyle>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mi>ζ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>s</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>Δ</mml:mi>
              <mml:mi>s</mml:mi>
              <mml:mn>,</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <italic>n</italic> is the number of elements belonging to the considered region. The point of view of the observer plays a significant role and we analyse three cases: </p>
        <p>1) The Galaxy is seen face on, see <xref ref-type="fig" rid="fig12">Figure 12</xref> where a theoretical annulus is visible </p>
        <p>2) The Galaxy is seen edge on </p>
        <p>3) Whole sky map in Hammer-Aitoff or Mollweide projection, see <xref ref-type="fig" rid="fig13">Figure 13</xref>. </p>
        <p>Another interesting astrophysical feature is the annulus with enhanced synchrotron emission, whose distance from the galactic centre lies between 5.5 kpc and 7.6 kpc [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>]. In <xref ref-type="fig" rid="fig14">Figure 14</xref> we isolate a given region of simulated synchrotron emission.</p>
        <p>Before continuing, we introduce the simplest model for the image of a spiral galaxy as seen edge on. We assume that the number density <italic>C</italic> of the radiationemitting material is constant in a thin cylinder (radius <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , height <italic>h</italic>, <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mo> ≪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ) and then falls to 0. The line of sight, when the observer is situated at the infinity of the <italic>x</italic>-axis, is the locus parallel to the <italic>x</italic>-axis which crosses the position <italic>y</italic> in a Cartesian <italic>x</italic>-<italic>y</italic> plane and terminates at the external circle of radius <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , see [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>]. The length of this locus is</p>
        <fig id="fig12">
          <label>Figure 12</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId354.jpeg?20251218021748" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 12.</bold> Intensity of synchrotron emission when the galaxy is face on, see parameters of the diffusion in <bold>Table 5</bold>.</p>
        <fig id="fig13">
          <label>Figure 13</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId355.jpeg?20251218021748" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 1</bold><bold>3</bold><bold>.</bold> Intensity of synchrotron emission when the Galaxy is seen in Mollweide projection, see parameters of the diffusion in <bold>Table 5</bold>.</p>
        <fig id="fig14">
          <label>Figure 14</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId356.jpeg?20251218021747" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 1</bold><bold>4</bold><bold>.</bold> Intensity map of synchrotron emission comprised between the maximum and maximum/2.1 (green zone), which has the appearance of an irregular annulus, and two radii, 5.5 kpc and 7.6 kpc (red circles) which include the observed annulus; parameters as in <xref ref-type="fig" rid="fig12">Figure 12</xref>.</p>
        <disp-formula id="FD39">
          <label>(39)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mo>×</mml:mo>
              <mml:msqrt>
                <mml:mrow>
                  <mml:msubsup>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msubsup>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:msqrt>
              <mml:mn>
                <mml:mo>;</mml:mo>
              </mml:mn>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>s</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mn>.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>The number density <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is constant in the thin cylinder of radius <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and therefore the intensity of the radiation is </p>
        <disp-formula id="FD40">
          <label>(40)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>I</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>∝</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mi>m</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>×</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mo>×</mml:mo>
              <mml:msqrt>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:msqrt>
              <mml:mo>∝</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:mi>m</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>×</mml:mo>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>s</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mi>sin</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>θ</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>;</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mi>s</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where the angle <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> θ </mml:mi></mml:math></inline-formula> varies between −90 deg and 90 deg. An example of the Galaxy as seen edge on is given by the radio emission at 408 MHz as detected by Planck which is reported in Figure 5 of [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>], see <xref ref-type="fig" rid="fig15">Figure 15</xref>. We now analyse whether the sine law as represented by the above equation is comparable with standard fits. For this purpose <xref ref-type="fig" rid="fig16">Figure 16</xref> reports the comparison of the radiointensity versus galactic longitude with the sine law, a polynomial fit and a Gaussian fit; the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> being evaluated in <bold>Table 6</bold>.</p>
        <fig id="fig15">
          <label>Figure 15</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId369.jpeg?20251218021748" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 15.</bold> Intensity of synchrotron emission in Mollweide projection, see parameters of the diffusion in <bold>Table 5</bold> (green line), observed data as in Figure 5 of [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>] (red points) and blue theoretical thick line given by the trigonometrical Equation (40).</p>
        <fig id="fig16">
          <label>Figure 16</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId370.jpeg?20251218021748" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 16.</bold> Observed intensity of synchrotron emission in Mollweide projection, as in Figure 5 of [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>] (black points), red theoretical thick line given by the trigonometrical Equation (40), the green dashed line represents the polynomial approximation and the blue dash-dot-dash the Gaussian approximation.</p>
      </sec>
      <sec id="sec6dot6">
        <title>6.6. The Spectral Index</title>
        <p>Let us assume that the initial number of CRs that are diffusing, <italic>N</italic>, has the following dependence on the diffusion coefficient: </p>
        <disp-formula id="FD41">
          <label>(41)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>N</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>D</mml:mi>
                        <mml:mo>/</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>D</mml:mi>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>β</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mn>,</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mi> β </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the exponent of the power law. The analytical solution to the transient equation of diffusion with losses, Equation (15), for an initial sin<sup>4</sup> profile of concentration is </p>
        <disp-formula id="FD42">
          <label>(42)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mn>,</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mi>D</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>D</mml:mi>
                                <mml:mn>0</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>β</mml:mi>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>cos</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>4</mml:mn>
                              <mml:mi>π</mml:mi>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mi>L</mml:mi>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>16</mml:mn>
                                  <mml:mi>D</mml:mi>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mi>π</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msup>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mi>L</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msup>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>a</mml:mi>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>L</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                      <mml:mi>cos</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                              <mml:mi>π</mml:mi>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mi>L</mml:mi>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>4</mml:mn>
                                  <mml:mi>D</mml:mi>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mi>π</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msup>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mi>L</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msup>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>a</mml:mi>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>L</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mtext>
                         
                      </mml:mtext>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mn>8</mml:mn>
              </mml:mfrac>
              <mml:mn>.</mml:mn>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>In the above equation the diffusion coefficient can be expressed in terms of energy in GeV, see Equation (7), by <bold>Table 7</bold>.</p>
        <disp-formula id="FD43">
          <label>(43)</label>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mtable>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mi>u</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>,</mml:mn>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mtext>GeV</mml:mtext>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>E</mml:mi>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mtext>GeV</mml:mtext>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mi>β</mml:mi>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>×</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>0.125</mml:mn>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>1.0</mml:mn>
                              <mml:mo>×</mml:mo>
                              <mml:msup>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>10</mml:mn>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mn>14</mml:mn>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msup>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>1.0</mml:mn>
                                  <mml:mo>×</mml:mo>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mn>10</mml:mn>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mn>14</mml:mn>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msup>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mi>L</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msup>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>a</mml:mi>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mn>2.611</mml:mn>
                                  <mml:mo>×</mml:mo>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mn>10</mml:mn>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mn>9</mml:mn>
                                  </mml:msup>
                                  <mml:mi>E</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mtext>GeV</mml:mtext>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>L</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                      <mml:mi>cos</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>12.566</mml:mn>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mi>L</mml:mi>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
              <mml:mtr>
                <mml:mtd>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>0.5</mml:mn>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>8.0</mml:mn>
                              <mml:mo>×</mml:mo>
                              <mml:msup>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>10</mml:mn>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mo>−</mml:mo>
                                  <mml:mn>15</mml:mn>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msup>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mn>1.25</mml:mn>
                                  <mml:mo>×</mml:mo>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mn>10</mml:mn>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mn>14</mml:mn>
                                    </mml:mrow>
                                  </mml:msup>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mi>L</mml:mi>
                                    <mml:mn>2</mml:mn>
                                  </mml:msup>
                                  <mml:msub>
                                    <mml:mi>a</mml:mi>
                                    <mml:mi>l</mml:mi>
                                  </mml:msub>
                                  <mml:mo>+</mml:mo>
                                  <mml:mn>8.162</mml:mn>
                                  <mml:mo>×</mml:mo>
                                  <mml:msup>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mn>10</mml:mn>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mn>8</mml:mn>
                                  </mml:msup>
                                  <mml:mi>E</mml:mi>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mrow>
                                      <mml:mtext>GeV</mml:mtext>
                                    </mml:mrow>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>L</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msup>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                      <mml:mi>cos</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mfrac>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>6.283</mml:mn>
                              <mml:mi>x</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mi>L</mml:mi>
                          </mml:mfrac>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>0.37</mml:mn>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>e</mml:mtext>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1.0</mml:mn>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mi>l</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>.</mml:mn>
                </mml:mtd>
              </mml:mtr>
            </mml:mtable>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p><xref ref-type="fig" rid="fig17">Figure 17</xref> reports the results of the simulation of CRs as well the data for CRs as extracted from [<xref ref-type="bibr" rid="B37">37</xref>].</p>
        <p><bold>Table 6.</bold> Numerical values of the parameters for the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as given by Equation (22) for distribution of radio-emission versus longitude. </p>
        <table-wrap id="tbl6">
          <label>Table 6</label>
          <table>
            <tbody>
              <tr>
                <td>Case</td>
                <td>Reference</td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math display="inline">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>χ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                  , Sine model
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math display="inline">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>χ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                  , Polynomial profile
                </td>
                <td>
                  <inline-formula>
                    <mml:math display="inline">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>χ</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:math>
                  </inline-formula>
                  , Gaussian profile
                </td>
              </tr>
              <tr>
                <td>radio-observations</td>
                <td>
                  [
                  <xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>
                  ]
                </td>
                <td>1,900,888</td>
                <td>2,130,949</td>
                <td>1,192,361</td>
              </tr>
              <tr>
                <td>simulation</td>
                <td>this paper</td>
                <td>1,384,459</td>
                <td>1,005,467</td>
                <td>1,192,579</td>
              </tr>
            </tbody>
          </table>
        </table-wrap>
        <p><bold>Table 7.</bold> Numerical values of the parameters for the transient diffusion with losses computed with Equation (43).</p>
        <table-wrap id="tbl7">
          <label>Table 7</label>
          <table>
            <tbody>
              <tr>
                <td>
                  <italic>L</italic>
                  = 2000 pc
                  <italic>x</italic>
                  = 500 pc
                  <italic>N</italic>
                  <sub>0</sub>
                  = 5 × 10
                  <sup>8</sup>
                  <italic>t</italic>
                  = 3 × 10
                  <sup>7</sup>
                  year
                  <italic>a</italic>
                  <italic>
                    <sub>l</sub>
                  </italic>
                  = 10
                  <sup>−</sup>
                  <sup>7</sup>
                  /year
                  <italic>E</italic>
                  <sub>0</sub>
                  = 10 GeV
                  <italic>β</italic>
                  = −3
                </td>
              </tr>
            </tbody>
          </table>
        </table-wrap>
        <fig id="fig17">
          <label>Figure 17</label>
          <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501198-rId387.jpeg?20251218021749" />
        </fig>
        <p><bold>Figure 17.</bold> Flux of Hydrogen versus energy per nucleus in Gev: experimental data (green points) and theoretical power law (red full line) as given by Formula (43) with parameters as in <bold>Table 7</bold>.</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec7">
      <title>7. Conclusions</title>
      <p>Diffusion with Stationary State</p>
      <p>A new solution for the 1D diffusion equation with losses proportional to the concentration was derived, see Equations (13) and (14).</p>
      <p>PDE &amp; Boundary Conditions</p>
      <p>Two new solutions for the transient 1D diffusion with losses in terms of Fourier series were derived. The <italic>first</italic> solution is in the presence of an exponential profile of concentration, see Equation (17), and the <italic>second</italic> solution was derived in the presence of a trigonometric profile, see Equation (19). A <italic>third</italic> analytical solution was derived in the case on an initial sin<sup>4</sup> profile of concentration, see Equation (21).</p>
      <p>The Astrophysical Profiles </p>
      <p>The new laws derived for the diffusion of CRs were applied to the observed profiles of radiation versus galactic latitude, analysing two cases of diffuse <italic>γ</italic>-ray emission, see <xref ref-type="fig" rid="fig6">Figure 6</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig7">Figure 7</xref>, and one case of radio emission, see <xref ref-type="fig" rid="fig8">Figure 8</xref>. The analysis of the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as reported in <bold>Table 1</bold> suggests that in one of the three cases considered the analysed new physical mechanisms produces a <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> smaller than for the polynomial and the Gaussian fits. A longitude distribution of emission at 408 Mhz along the galactic plane as well the theoretical profile were reported in <xref ref-type="fig" rid="fig15">Figure 15</xref>. An analysis of the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for the observed radio-case indicates that the sine law given by Equation (40) produces a <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> smaller than the polynomial fit but bigger than the Gaussian fit, see first line of <bold>Table 6</bold>. In the simulated case the <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> χ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is comparable but bigger than the polynomial and Gaussian fit, see the second line in <bold>Table 6</bold>. In other words we have validated a classical explanation for the excess of radiation observed in the various astronomical bands at the centre of the galaxy. </p>
      <p>The Astrophysical Map</p>
      <p><xref ref-type="fig" rid="fig12">Figure 12</xref> reports a map of the theoretical synchrotron emission for a spiral galaxy as seen face on. The tendency to form an annulus, such as that reported in <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref> in [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>], is due to the combination of the spiral structure with the diffusion of CRs.</p>
    </sec>
    <sec id="sec8">
      <title>Future Projects</title>
      <p>The arguments here developed can be applied to the analysis of the <italic>γ</italic>-ray background, following the hypothesis that it is produced by the star-forming galaxies [<xref ref-type="bibr" rid="B38">38</xref>]. The SBs are hot and emit X-rays, so there are a lot of electrons for the gamma-rays to scatter and therefore the hypothesis of the inverse Compton production of radiation should be considered. </p>
    </sec>
    <sec id="sec9">
      <title>Appendix: Solution of the ODE</title>
      <p>The ODE of the second order </p>
      <disp-formula id="FD44">
        <label>(A.1)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>D</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>d</mml:mtext>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0,</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is homogeneous and has constant coefficients. A trial solution is </p>
      <disp-formula id="FD45">
        <label>(A.2)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>r</mml:mi>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mn>,</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>the characteristic polynomial is </p>
      <disp-formula id="FD46">
        <label>(A.3)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>D</mml:mi>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>a</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0,</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>which has roots </p>
      <disp-formula id="FD47">
        <label>(A.4)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mi>D</mml:mi>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mn>,</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mi>l</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mi>D</mml:mi>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mn>.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The general solution of the ODE is </p>
      <disp-formula id="FD48">
        <label>(A.5)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>D</mml:mi>
                        <mml:mi>D</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>D</mml:mi>
                        <mml:mi>D</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mn>.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We now introduce two boundary conditions <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> C </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> which yields a system of two equations in the two variables <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> c </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> c </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p>
      <disp-formula id="FD49">
        <label>(A.6a)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mi>D</mml:mi>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mi>D</mml:mi>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0,</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD50">
        <label>(A.6b)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mi>D</mml:mi>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mi>D</mml:mi>
                    </mml:msqrt>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>C</mml:mi>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mn>.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The two solutions of the system are </p>
      <disp-formula id="FD51">
        <label>(A.7a)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mn>,</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD52">
        <label>(A.7b)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mi>a</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mn>,</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and therefore the solution of the ODE is </p>
      <disp-formula id="FD53">
        <label>(A.8)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>u</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mtext>e</mml:mtext>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                            <mml:msqrt>
                              <mml:mrow>
                                <mml:msub>
                                  <mml:mi>a</mml:mi>
                                  <mml:mi>l</mml:mi>
                                </mml:msub>
                              </mml:mrow>
                            </mml:msqrt>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mi>a</mml:mi>
                                <mml:mo>−</mml:mo>
                                <mml:mi>x</mml:mi>
                              </mml:mrow>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msqrt>
                              <mml:mi>D</mml:mi>
                            </mml:msqrt>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>b</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>a</mml:mi>
                              <mml:mi>l</mml:mi>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msqrt>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>b</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msqrt>
                          <mml:mi>D</mml:mi>
                        </mml:msqrt>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mn>.</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Streimatter, R.E., Balasubrahmanyan, V.K., Protheroe, R.J. and Ormes, J.F. (1985) Cosmic Ray Propagation in the Local Superbubble. <italic>A</italic><italic>stronomy</italic><italic>&amp;</italic><italic>A</italic><italic>strophysics</italic>, 143, 249-255.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Streimatter, R.E.</string-name>
              <string-name>Balasubrahmanyan, V.K.</string-name>
              <string-name>Protheroe, R.J.</string-name>
              <string-name>Ormes, J.F.</string-name>
            </person-group>
            <year>1985</year>
            <article-title>Cosmic Ray Propagation in the Local Superbubble</article-title>
            <source>Astronomy &amp; Astrophysics</source>
            <volume>143</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Higdon, J.C., Lingenfelter, R.E. and Ramaty, R. (1998) Cosmic-Ray Acceleration from Supernova Ejecta in Superbubbles. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 509, L33-L36. https://doi.org/10.1086/311757 <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/311757</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1086/311757">https://doi.org/10.1086/311757</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Higdon, J.C.</string-name>
              <string-name>Lingenfelter, R.E.</string-name>
              <string-name>Ramaty, R.</string-name>
            </person-group>
            <year>1998</year>
            <article-title>Cosmic-Ray Acceleration from Supernova Ejecta in Superbubbles</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>509</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/311757</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Alibés, A., Labay, J. and Canal, R. (2002) Galactic Cosmic Rays from Superbubbles and the Abundances of Lithium, Beryllium, and Boron. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 571, 326-333. (Preprint) https://doi.org/10.1086/339937 <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/339937</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1086/339937">https://doi.org/10.1086/339937</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Labay, J.</string-name>
              <string-name>Canal, R.</string-name>
              <string-name>Lithium, B</string-name>
            </person-group>
            <year>2002</year>
            <article-title>Galactic Cosmic Rays from Superbubbles and the Abundances of Lithium, Beryllium, and Boron</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>571</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/339937</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Higdon, J.C. and Lingenfelter, R.E. (2003) The Superbubble Origin of <sup>22</sup>Ne in Cosmic Rays. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 590, 822-832. https://doi.org/10.1086/375192 <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/375192</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1086/375192">https://doi.org/10.1086/375192</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Higdon, J.C.</string-name>
              <string-name>Lingenfelter, R.E.</string-name>
            </person-group>
            <year>2003</year>
            <article-title>The Superbubble Origin of 22Ne in Cosmic Rays</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>590</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/375192</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Higdon, J.C. and Lingenfelter, R.E. (2005) OB Associations, Supernova-Generated Superbubbles, and the Source of Cosmic Rays. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 628, 738-749. https://doi.org/10.1086/430814 <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/430814</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1086/430814">https://doi.org/10.1086/430814</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Higdon, J.C.</string-name>
              <string-name>Lingenfelter, R.E.</string-name>
              <string-name>Associations, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2005</year>
            <article-title>OB Associations, Supernova-Generated Superbubbles, and the Source of Cosmic Rays</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>628</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/430814</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Lingenfelter, R.E. and Higdon, J.C. (2007) Cosmic Rays, Dust, and the Mixing of Supernova Ejecta into the Interstellar Medium in Superbubbles. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 660, 330-335. https://doi.org/10.1086/513420 <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/513420</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1086/513420">https://doi.org/10.1086/513420</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Lingenfelter, R.E.</string-name>
              <string-name>Higdon, J.C.</string-name>
              <string-name>Rays, D</string-name>
            </person-group>
            <year>2007</year>
            <article-title>Cosmic Rays, Dust, and the Mixing of Supernova Ejecta into the Interstellar Medium in Superbubbles</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>660</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/513420</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Butt, Y.M. and Bykov, A.M. (2008) A Cosmic-Ray Resolution to the Superbubble Energy Crisis. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 677, L21-L22. (Preprint) https://doi.org/10.1086/587875 <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/587875</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1086/587875">https://doi.org/10.1086/587875</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Butt, Y.M.</string-name>
              <string-name>Bykov, A.M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2008</year>
            <article-title>A Cosmic-Ray Resolution to the Superbubble Energy Crisis</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>677</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/587875</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Ferrand, G. and Marcowith, A. (2010) On the Shape of the Spectrum of Cosmic Rays Accelerated Inside Superbubbles. <italic>A</italic><italic>stronomy</italic><italic>&amp;</italic><italic>A</italic><italic>strophysics</italic>, 510, Article No. A101. (Preprint) https://doi.org/10.1051/0004-6361/200913520 <pub-id pub-id-type="doi">10.1051/0004-6361/200913520</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1051/0004-6361/200913520">https://doi.org/10.1051/0004-6361/200913520</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ferrand, G.</string-name>
              <string-name>Marcowith, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2010</year>
            <article-title>On the Shape of the Spectrum of Cosmic Rays Accelerated Inside Superbubbles</article-title>
            <source>Astronomy &amp; Astrophysics</source>
            <volume>510</volume>
            <elocation-id>No</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1051/0004-6361/200913520</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Barghouty, A.F. and Schnee, D.A. (2012) Anomalous Transport of High-energy Cosmic Rays in Galactic Superbubbles. I. Numerical Simulations. <italic>The Astrophysical</italic><italic>Journal</italic>, 749, 178-188. https://doi.org/10.1088/0004-637X/749/2/178 <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0004-637X/749/2/178</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1088/0004-637X/749/2/178">https://doi.org/10.1088/0004-637X/749/2/178</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Barghouty, A.F.</string-name>
              <string-name>Schnee, D.A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>Anomalous Transport of High-energy Cosmic Rays in Galactic Superbubbles</article-title>
            <source>I. Numerical Simulations. The Astrophysical Journal</source>
            <volume>749</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0004-637X/749/2/178</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Heesen, V., Brinks, E., Krause, M.G.H., Harwood, J.J., Rau, U., Rupen, M.P., Hunter, D.A., Chyży, K.T. and Kitchener, G. (2015) The Non-Thermal Superbubble in IC 10: The Generation of Cosmic Ray Electrons Caught in the Act. <italic>Monthly Notices of the Royal Astronomical Society</italic>: <italic>Letter</italic><italic>s</italic>, 447, L1-L5. (Preprint) https://doi.org/10.1093/mnrasl/slu168 <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnrasl/slu168</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1093/mnrasl/slu168">https://doi.org/10.1093/mnrasl/slu168</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Heesen, V.</string-name>
              <string-name>Brinks, E.</string-name>
              <string-name>Krause, M.G.H.</string-name>
              <string-name>Harwood, J.J.</string-name>
              <string-name>Rau, U.</string-name>
              <string-name>Rupen, M.P.</string-name>
              <string-name>Hunter, D.A.</string-name>
              <string-name>Kitchener, G.</string-name>
            </person-group>
            <year>2015</year>
            <article-title>The Non-Thermal Superbubble in IC 10: The Generation of Cosmic Ray Electrons Caught in the Act</article-title>
            <source>Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters</source>
            <volume>447</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnrasl/slu168</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gupta, S., Nath, B.B., Sharma, P. and Eichler, D. (2018) Lack of Thermal Energy in Superbubbles: Hint of Cosmic Rays? <italic>Monthly Notices of the Royal Astronomical</italic><italic>Society</italic>: <italic>Letter</italic><italic>s</italic>, 473, 1537-1553. (Preprint) https://doi.org/10.1093/mnras/stx2427 <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnras/stx2427</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1093/mnras/stx2427">https://doi.org/10.1093/mnras/stx2427</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gupta, S.</string-name>
              <string-name>Nath, B.B.</string-name>
              <string-name>Sharma, P.</string-name>
              <string-name>Eichler, D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2018</year>
            <article-title>Lack of Thermal Energy in Superbubbles: Hint of Cosmic Rays? Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, 473, 1537-1553</article-title>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnras/stx2427</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Lingenfelter, R.E. (2018) Cosmic Rays from Supernova Remnants and Superbubbles. <italic>Advances</italic><italic>in</italic><italic>Space</italic><italic>Research</italic>, 62, 2750-2763. (Preprint) https://doi.org/10.1016/j.asr.2017.04.006 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.asr.2017.04.006</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.asr.2017.04.006">https://doi.org/10.1016/j.asr.2017.04.006</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Lingenfelter, R.E.</string-name>
            </person-group>
            <year>2018</year>
            <article-title>Cosmic Rays from Supernova Remnants and Superbubbles</article-title>
            <source>Advances in Space Research</source>
            <volume>62</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.asr.2017.04.006</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Tolksdorf, T., Grenier, I.A., Joubaud, T. and Schlickeiser, R. (2019) Cosmic Rays in Superbubbles. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 879, 66-76. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab24c6 <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-4357/ab24c6</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab24c6">https://doi.org/10.3847/1538-4357/ab24c6</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Tolksdorf, T.</string-name>
              <string-name>Grenier, I.A.</string-name>
              <string-name>Joubaud, T.</string-name>
              <string-name>Schlickeiser, R.</string-name>
            </person-group>
            <year>2019</year>
            <article-title>Cosmic Rays in Superbubbles</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>879</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-4357/ab24c6</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Zhang, Z., Murase, K. and Mészáros, P. (2020) Cosmic Rays Escaping from Galactic Starburst-Driven Superbubbles. <italic>Monthly Notices of the Royal Astronomical Society</italic>: <italic>Letter</italic><italic>s</italic>, 492, 2250-2260. (Preprint) https://doi.org/10.1093/mnras/staa022 <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnras/staa022</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1093/mnras/staa022">https://doi.org/10.1093/mnras/staa022</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zhang, Z.</string-name>
              <string-name>Murase, K.</string-name>
            </person-group>
            <year>2020</year>
            <article-title>Cosmic Rays Escaping from Galactic Starburst-Driven Superbubbles</article-title>
            <source>Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters</source>
            <volume>492</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnras/staa022</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Joubaud, T., Grenier, I.A., Casandjian, J.M., Tolksdorf, T. and Schlickeiser, R. (2020) The Cosmic-Ray Content of the Orion-Eridanus Superbubble. <italic>A</italic><italic>stronomy</italic><italic>&amp;</italic><italic>A</italic><italic>s</italic><italic>trophysics</italic>, 635, Article No. A96. (Preprint) https://doi.org/10.1051/0004-6361/201937205 <pub-id pub-id-type="doi">10.1051/0004-6361/201937205</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1051/0004-6361/201937205">https://doi.org/10.1051/0004-6361/201937205</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Joubaud, T.</string-name>
              <string-name>Grenier, I.A.</string-name>
              <string-name>Casandjian, J.M.</string-name>
              <string-name>Tolksdorf, T.</string-name>
              <string-name>Schlickeiser, R.</string-name>
            </person-group>
            <year>2020</year>
            <article-title>The Cosmic-Ray Content of the Orion-Eridanus Superbubble</article-title>
            <source>Astronomy &amp; Astrophysics</source>
            <volume>635</volume>
            <elocation-id>No</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1051/0004-6361/201937205</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B16">
        <label>16.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Vieu, T., Gabici, S., Tatischeff, V. and Ravikularaman, S. (2022) Cosmic Ray Production in Superbubbles. <italic>Monthly Notices of the Royal Astronomical Society</italic>: <italic>Letter</italic><italic>s</italic>, 512, 1275-12293. (Preprint) https://doi.org/10.1093/mnras/stac543 <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnras/stac543</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1093/mnras/stac543">https://doi.org/10.1093/mnras/stac543</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Vieu, T.</string-name>
              <string-name>Gabici, S.</string-name>
              <string-name>Tatischeff, V.</string-name>
              <string-name>Ravikularaman, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Cosmic Ray Production in Superbubbles</article-title>
            <source>Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters</source>
            <volume>512</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnras/stac543</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B17">
        <label>17.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Murgia, S. (2020) The Fermi-LAT Galactic Center Excess: Evidence of Annihilating Dark Matter? <italic>Annual</italic><italic>Review</italic><italic>of</italic><italic>Nuclear</italic><italic>and</italic><italic>Particle</italic><italic>Science</italic>, 70, 455-483. https://doi.org/10.1146/annurev-nucl-101916-123029 <pub-id pub-id-type="doi">10.1146/annurev-nucl-101916-123029</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1146/annurev-nucl-101916-123029">https://doi.org/10.1146/annurev-nucl-101916-123029</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Murgia, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2020</year>
            <article-title>The Fermi-LAT Galactic Center Excess: Evidence of Annihilating Dark Matter? Annual Review of Nuclear and Particle Science, 70, 455-483</article-title>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1146/annurev-nucl-101916-123029</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B18">
        <label>18.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Gould, H. and Tobochnik, J. (1988) An Introduction to Computer Simulation Methods. Addison-Wesley, Reading, MA.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Gould, H.</string-name>
              <string-name>Tobochnik, J.</string-name>
              <string-name>Addison-Wesley, R</string-name>
            </person-group>
            <year>1988</year>
            <article-title>An Introduction to Computer Simulation Methods</article-title>
            <source>Addison-Wesley</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B19">
        <label>19.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Press, W.H., Teukolsky, S.A., Vetterling, W.T. and Flannery, B.P. (1992) Numerical Recipes in Fortran 77. The Art of Scientific Computing. Cambridge University Press, Cambridge.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Press, W.H.</string-name>
              <string-name>Teukolsky, S.A.</string-name>
              <string-name>Vetterling, W.T.</string-name>
              <string-name>Flannery, B.P.</string-name>
              <string-name>Press, C</string-name>
            </person-group>
            <year>1992</year>
            <article-title>Numerical Recipes in Fortran 77</article-title>
            <source>The Art of Scientific Computing. Cambridge University Press</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B20">
        <label>20.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Abdo, A.A., Allen, B., Aune, T., <italic>et al.</italic> (2008) A Measurement of the Spatial Distribution of Diffuse TeV Gamma-Ray Emission from the Galactic Plane with Milagro. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 688, 1078-1083. (Preprint)</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Abdo, A.A.</string-name>
              <string-name>Allen, B.</string-name>
              <string-name>Aune, T.</string-name>
            </person-group>
            <year>2008</year>
            <article-title>A Measurement of the Spatial Distribution of Diffuse TeV Gamma-Ray Emission from the Galactic Plane with Milagro</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>688</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B21">
        <label>21.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Bartoli, B., Bernardini, P., Bi, X.J., <italic>et al.</italic> (2015) Study of the Diffuse Gamma-Ray Emission from the Galactic Plane with ARGO-YBJ. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 806, 20-31. (Preprint)</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bartoli, B.</string-name>
              <string-name>Bernardini, P.</string-name>
              <string-name>Bi, X.J.</string-name>
            </person-group>
            <year>2015</year>
            <article-title>Study of the Diffuse Gamma-Ray Emission from the Galactic Plane with ARGO-YBJ</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>806</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B22">
        <label>22.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Planck Collaboration, P.A.R.A., Aghanim, N., Alves, M.I.R., <italic>et al.</italic> (2015) Planck Intermediate Results. XXIII. Galactic Plane Emission Components Derived from Planck with Ancillary Data. <italic>A</italic><italic>stronomy</italic><italic>&amp;</italic><italic>A</italic><italic>strophysics</italic>, 580, A13-A41. (Preprint)</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Collaboration, P.A.R.A.</string-name>
              <string-name>Aghanim, N.</string-name>
              <string-name>Alves, M.I.R.</string-name>
            </person-group>
            <year>2015</year>
            <article-title>Planck Intermediate Results</article-title>
            <source>XXIII. Galactic Plane Emission Components Derived from Planck with Ancillary Data. Astronomy &amp; Astrophysics</source>
            <volume>580</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B23">
        <label>23.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Seiden, P.E. and Gerola, H. (1979) Properties of Spiral Galaxies from a Stochastic Star Formation Model. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 233, 56-66. https://doi.org/10.1086/157366 <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/157366</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1086/157366">https://doi.org/10.1086/157366</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Seiden, P.E.</string-name>
              <string-name>Gerola, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>1979</year>
            <article-title>Properties of Spiral Galaxies from a Stochastic Star Formation Model</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>233</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/157366</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B24">
        <label>24.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Seiden, P.E. (1983) The Role of the Gas in Propagating Star Formation. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 266, 555-561.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Seiden, P.E.</string-name>
            </person-group>
            <year>1983</year>
            <article-title>The Role of the Gas in Propagating Star Formation</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>266</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B25">
        <label>25.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Schulman, L.S. and Seiden, P.E. (1986) Percolation and Galaxies <italic>Science</italic>, 233, 425-431. https://doi.org/10.1126/science.233.4762.425 <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.233.4762.425</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">17794566</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1126/science.233.4762.425">https://doi.org/10.1126/science.233.4762.425</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Schulman, L.S.</string-name>
              <string-name>Seiden, P.E.</string-name>
            </person-group>
            <year>1986</year>
            <article-title>Percolation and Galaxies Science, 233, 425-431</article-title>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.233.4762.425</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">17794566</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B26">
        <label>26.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Zaninetti, L. (1988) Percolation and Synchrotron Emission. I—The Case of Spiral Galaxies. <italic>A</italic><italic>stronomy</italic><italic>&amp;</italic><italic>A</italic><italic>strophysics</italic>, 190, 17-20.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zaninetti, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>1988</year>
            <article-title>Percolation and Synchrotron Emission</article-title>
            <source>I—The Case of Spiral Galaxies. Astronomy &amp; Astrophysics</source>
            <volume>190</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B27">
        <label>27.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Seiden, P.E. and Schulman, L.S. (1990) Percolation Model of Galactic Structure. <italic>Advances</italic><italic>in</italic><italic>Physics</italic>, 39, 1-54. https://doi.org/10.1080/00018739000101461 <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00018739000101461</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1080/00018739000101461">https://doi.org/10.1080/00018739000101461</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Seiden, P.E.</string-name>
              <string-name>Schulman, L.S.</string-name>
            </person-group>
            <year>1990</year>
            <article-title>Percolation Model of Galactic Structure</article-title>
            <source>Advances in Physics</source>
            <volume>39</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00018739000101461</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B28">
        <label>28.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Zaninetti, L. (2017) The Milky Way as Modeled by Percolation and Superbubbles. (Preprint)</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zaninetti, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2017</year>
            <article-title>The Milky Way as Modeled by Percolation and Superbubbles</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B29">
        <label>29.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Jungwiert, B. and Palouš, J. (1994) Stochastic Self-Propagating Star Formation with Anisotropic Probability Distribution. <italic>A</italic><italic>stronomy</italic><italic>&amp;</italic><italic>A</italic><italic>strophysics</italic>, 287, 55-67.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Jungwiert, B.</string-name>
            </person-group>
            <year>1994</year>
            <article-title>Stochastic Self-Propagating Star Formation with Anisotropic Probability Distribution</article-title>
            <source>Astronomy &amp; Astrophysics</source>
            <volume>287</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B30">
        <label>30.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Vallée, J.P. (2022) Superposing the Magnetic Spiral Structure of the Milky Way, on the Stellar Spiral Arms—Matching the Unique Galactic Magnetic Field Reversal Zone with Two Galactic Spiral Arm Segments. <italic>International</italic><italic>Journal</italic><italic>of</italic><italic>Astronomy</italic><italic>and</italic><italic>Astrophysics</italic>, 12, 281-300. https://doi.org/10.4236/ijaa.2022.124017 <pub-id pub-id-type="doi">10.4236/ijaa.2022.124017</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.4236/ijaa.2022.124017">https://doi.org/10.4236/ijaa.2022.124017</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <year>2022</year>
            <article-title>Superposing the Magnetic Spiral Structure of the Milky Way, on the Stellar Spiral Arms—Matching the Unique Galactic Magnetic Field Reversal Zone with Two Galactic Spiral Arm Segments</article-title>
            <source>International Journal of Astronomy and Astrophysics</source>
            <volume>12</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.4236/ijaa.2022.124017</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B31">
        <label>31.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Bisnovatyi-Kogan, G.S. and Silich, S.A. (1995) Shock-Wave Propagation in the Nonuniform Interstellar Medium. <italic>Reviews of Modern Physics</italic>, 67, 661-712. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.67.661 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/RevModPhys.67.661</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/RevModPhys.67.661">https://doi.org/10.1103/RevModPhys.67.661</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bisnovatyi-Kogan, G.S.</string-name>
              <string-name>Silich, S.A.</string-name>
            </person-group>
            <year>1995</year>
            <article-title>Shock-Wave Propagation in the Nonuniform Interstellar Medium</article-title>
            <source>Reviews of Modern Physics</source>
            <volume>67</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/RevModPhys.67.661</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B32">
        <label>32.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Dickey, J.M. and Lockman, F.J. (1990) H I in the Galaxy. <italic>Annual Review of As</italic><italic>tronomy and Astrophysics</italic>, 28, 215-259. https://doi.org/10.1146/annurev.aa.28.090190.001243 <pub-id pub-id-type="doi">10.1146/annurev.aa.28.090190.001243</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1146/annurev.aa.28.090190.001243">https://doi.org/10.1146/annurev.aa.28.090190.001243</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Dickey, J.M.</string-name>
              <string-name>Lockman, F.J.</string-name>
            </person-group>
            <year>1990</year>
            <article-title>H I in the Galaxy</article-title>
            <source>Annual Review of Astronomy and Astrophysics</source>
            <volume>28</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1146/annurev.aa.28.090190.001243</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B33">
        <label>33.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Lockman, F.J. (1984) The H I Halo in the Inner Galaxy. <italic>The Astrophysical Journal</italic>, 283, 90-97. https://doi.org/10.1086/162277 <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/162277</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1086/162277">https://doi.org/10.1086/162277</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Lockman, F.J.</string-name>
            </person-group>
            <year>1984</year>
            <article-title>The H I Halo in the Inner Galaxy</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>283</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/162277</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B34">
        <label>34.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Rybicki, G. and Lightman, A. (1991) Radiative Processes in Astrophysics. Wiley-Interscience, New York.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Rybicki, G.</string-name>
              <string-name>Lightman, A.</string-name>
              <string-name>Wiley-Interscience, N</string-name>
            </person-group>
            <year>1991</year>
            <article-title>Radiative Processes in Astrophysics</article-title>
            <source>Wiley-Interscience</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B35">
        <label>35.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Hjellming, R.M. (1988) Radio Stars. In: Verschuur, G.L. and Kellermann, K.I., Eds., <italic>Galactic and Extragalactic Radio Astronomy</italic>, <italic>Astronomy and Astrophysics Library</italic>, Springer-Verlag, Berlin, 381-438. https://doi.org/10.1007/978-1-4612-3936-9_9 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-1-4612-3936-9_9</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-1-4612-3936-9_9">https://doi.org/10.1007/978-1-4612-3936-9_9</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hjellming, R.M.</string-name>
              <string-name>Verschuur, G.L.</string-name>
              <string-name>Kellermann, K.I.</string-name>
              <string-name>Astronomy, A</string-name>
              <string-name>Library, S</string-name>
              <string-name>Verlag, B</string-name>
            </person-group>
            <year>1988</year>
            <article-title>Radio Stars</article-title>
            <source>In: Verschuur</source>
            <volume>381</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-1-4612-3936-9_9</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B36">
        <label>36.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Zaninetti, L. (2009) Scaling for the Intensity of Radiation in Spherical and Aspherical Planetary Nebulae. <italic>Monthly Notices of the Royal Astronomical Society</italic>: <italic>Letter</italic><italic>s</italic>, 395, 667-697. https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2009.14551.x <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1365-2966.2009.14551.x</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2009.14551.x">https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2009.14551.x</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zaninetti, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2009</year>
            <article-title>Scaling for the Intensity of Radiation in Spherical and Aspherical Planetary Nebulae</article-title>
            <source>Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters</source>
            <volume>395</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1365-2966.2009.14551.x</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B37">
        <label>37.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Zyla, P., <italic>et al.</italic> (Particle Data Group) (2020) Review of Particle Physics. <italic>PTEP</italic>: <italic>Progress of Theoretical and Experimental Physics</italic>, 2020, 083C01.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zyla, P.</string-name>
            </person-group>
            <year>2020</year>
            <article-title>Review of Particle Physics</article-title>
            <source>PTEP: Progress of Theoretical and Experimental Physics</source>
            <volume>2020</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B38">
        <label>38.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Roth, M.A., Krumholz, M.R., Crocker, R.M. and Celli, S. (2021) The Diffuse <italic>γ</italic>-Ray Background Is Dominated by Star-Forming Galaxies. <italic>Nature</italic>, 597, 341-344. (Preprint) https://doi.org/10.1038/s41586-021-03802-x <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s41586-021-03802-x</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">34526703</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1038/s41586-021-03802-x">https://doi.org/10.1038/s41586-021-03802-x</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Roth, M.A.</string-name>
              <string-name>Krumholz, M.R.</string-name>
              <string-name>Crocker, R.M.</string-name>
              <string-name>Celli, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2021</year>
            <article-title>The Diffuse γ-Ray Background Is Dominated by Star-Forming Galaxies</article-title>
            <source>Nature</source>
            <volume>597</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s41586-021-03802-x</pub-id>
            <pub-id pub-id-type="pmid">34526703</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>