Discovery of Very High Energy Gamma-Rays from the Distant Flat Spectrum Radio Quasar 3C 279 with the MAGIC Telescope
类星体3C 279是研究得最好的平谱射电类星体之一。它位于相对较大的红移z=0.536:E>100 GeV,直到最近,由于预期的陡峭能谱和预期的河外背景光对伽马射线的衰减,对这样遥远的源的观测是不可能的。在这里,我们提出的观测结果3C 279与MAGIC望远镜在2006年初。我们报告检测到一个显着的非常高的能量伽马射线信号的MAGIC能量范围的观测之夜,2006年2月23日。
2007-09-10 astro-ph
Very high energy gamma-ray observations during moonlight and twilight with the MAGIC telescope
我们研究MAGIC望远镜在中等月光下观测的能力。MAGIC望远镜在月球位于地平线以上和黄昏时探测到蟹状星云发出的TeV伽马射线信号。这是通过增加触发阈值来实现的。无需更改高压设置,因为摄像机PMT经过专门设计,可避免高电流。我们通过研究月光对伽马射线探测效率和灵敏度以及能量阈值的影响来表征望远镜的性能。
2007-02-19 astro-ph
Observations of Very High Energy Gamma-Rays during Moonlight and Twilight with the MAGIC Telescope
我们研究MAGIC望远镜在中等月光下观测的能力。MAGIC望远镜在月球位于地平线以上和黄昏时探测到蟹状星云发出的TeV伽马射线信号。这是通过增加触发阈值来实现的。无需更改高压设置,因为摄像机PMT经过专门设计,可避免高电流。我们通过研究月光对伽马射线探测效率和灵敏度以及能量阈值的影响来表征望远镜的性能。
2007-09-14 astro-ph
The Camera of the MAGIC-II Telescope
MAGIC 17米直径切伦科夫望远镜将在2007年内升级第二台望远镜。与MAGIC-I相机相比,MAGIC-II相机将包括几个新功能。已经选择了具有最高可用光子收集效率的光电倍增管。模块化设计使测试新的光电探测器技术更加容易和灵活。相机将统一配备0.1度直径像素,这允许使用增加的触发区域。最后,整个信号链具有大带宽,以保持非常快的切伦科夫信号的形状。
2007-09-16 astro-ph
Observation of GRBs by the MAGIC Telescope, Status and Outlook
在甚高能(VHE)区域观测伽马射线暴(GRB)将提供有关GRB外流物理条件的重要信息。MAGIC望远镜是最适合这些观测的成像大气切伦科夫望远镜(IACT)。由于其快速的重新定位时间和低能量阈值,MAGIC能够快速启动后续观测,由GCN(GCN)的警报触发,并观察GRB的即时发射和早期余辉阶段。在运行的最后两年中,MAGIC进行了几次伽马射线暴的后续观测,但是,直到现在还没有成功探测到阈值能量大于100 GeV的VHE伽马射线。在本文中,我们修改了与MAGIC伽玛暴观测的预期,从过去几年的操作经验的基础上。
2007-09-10 astro-ph
MAGIC upper limits to the VHE gamma-ray flux of 3C454.3 in high emission state
本文报道了由切伦科夫望远镜MAGIC在2007年7月/8月和11月/12月期间获得的平谱射电类星体3C454.3(z=0.859)的极高能通量上限(E>100 GeV)。我们比较了两个时隙的上限与可用的准同步MeV-GeV的数据从AGILE伽马射线卫星和解释的观测结果的背景下,轻子发射模型。在2007年7月至8月和2007年11月至12月的活动阶段,用MAGIC望远镜观测了该源,并用MAGIC标准分析工具分析了数据。对于7月底和11月底左右的时期,其特点是最完整的多频覆盖,我们构建了光谱能量分布使用我们的数据与几乎同时的多频(光学,紫外,X射线和GeV)数据。只有上限可以从MAGIC数据中导出。一旦校正了河外背景光的预期吸收,再加上几乎同时的多频数据,上限允许我们限制3C454.3的光谱能量分布。这些数据与基于相对论性电子对宽线区域周围光子的逆康普顿散射的模型预期一致,该模型稳健地预测了20-30 GeV以上的锐截止。
2008-11-11 astro-ph
MAGIC and the Search for Signatures of Supersymmetric Dark Matter
17米成像空气簇射切伦科夫望远镜MAGIC(加那利群岛拉帕尔马的Roque de los Muchachos天文台)最近进入了调试阶段。MAGIC望远镜项目的主要目标之一是为探测能量低至30 GeV的伽马射线提供前所未有的灵敏度。专门寻找预期由WIMP湮灭产生的伽马射线是MAGIC物理计划的主要目标。我们考虑湮灭M 87中的超对称暗物质,并讨论一种可能的观测策略。本文还简要地讨论了由于宇宙学中性伴子湮灭而引起的河外γ射线和中微子背景的新计算。
2004-09-23 astro-ph hep-ph
Long term monitoring of bright TeV Blazars with the MAGIC telescope
MAGIC望远镜对TeV耀变体Mrk 421、Mrk 501和1ES 1959 +650进行了长期的监测观测。在一年的观测期内,对均匀分布的每个源进行了多达40次观测,每次观测时间为30至60分钟。MAGIC的灵敏度足以为每次测量建立Crab通量的25%的通量水平。这些观测结果非常适合触发多波长ToO观测,并且收集的总体数据允许对观测到的活动星系核的耀斑统计进行无偏的研究。
2007-09-13 astro-ph
Extragalactic background light absorption signal in the 0.26-10 TeV spectra of blazars
最近的观测TeV伽马射线光谱的两个最近的活动星系核(AGN),Markarian 501(Mrk 501)和Markarian 421(Mrk 421),由惠普尔和HEGRA合作,刺激努力估计或限制光谱能量密度(SED)的河外背景光(EBL),导致TeV光子衰减通过成对产生时,他们旅行宇宙学距离。尽管在Mrk 501和Mrk 421的光谱中(在0.26-10 TeV范围内)没有任何明显的类似截止的特征可以清楚地表明这种光子吸收机制的存在,但我们证明了在这些活动星系核的光谱中仍然存在强的EBL衰减信号(10 TeV光子的存活概率(~10^{-2}))。由于EBL的特殊形式的SED和这些耀变体未知的内禀光谱,这种衰减可能无法被探测到。在这里,我们将展示如何建议和现有的实验,VERITAS,HESS,MAGIC,STACEE和CELESTE可能能够检测或严重限制的EBL SED的光谱测量扩展到临界100-300 GeV的制度。
1999-11-02 astro-ph
Observation of Pulsed Gamma-rays Above 25 GeV from the Crab Pulsar with MAGIC
一个基本的问题是关于电磁辐射的机制。测量脉冲星光谱的高端区域将揭示这个问题。通过开发一种新的电子触发器,我们将主要大气伽马射线成像切伦科夫(MAGIC)望远镜的阈值降低到25 GeV。在这种配置中,我们检测到脉冲伽马射线从蟹状星云脉冲星大于25 GeV,揭示了一个相对较高的截止能量的相位平均光谱。这表明发射发生在磁层的远处,因此排除了极冠情景作为我们测量的可能解释。高截止能量也挑战了槽隙方案。
2008-12-18 astro-ph
MAGIC observations of very high energy gamma-rays from HESS J1813-178
最近,HESS合作报告了从位于银道面附近的八个新来源探测到数百GeV以上的伽马射线发射。源HESS J1813-178引起了特别的兴趣,因为随后的无线电观测暗示了与SNR G12.82-0.02的关联。由VHE伽马射线探测触发,在INTEGRAL和ASCA数据中也发现了位置重合源。在这封信中,我们介绍了对HESS J1813-178的MAGIC观测,结果发现了与硬斜率幂律一致的微分伽马射线通量,描述为dN/(dA dt dE)=(3.3+/-0.5)*10^{-12}(E/TeV)^{-2.1+/-0.2} cm^(-2)s^(-1)TeV^(-1)。我们简要地讨论了所使用的观测技术,实施的数据分析的程序,并把这种检测的角度来看,多频观测。
2005-12-12 astro-ph
Discovery of Very High Energy $γ$-Rays from Markarian~180 Triggered by an Optical Outburst
在2006年3月观测到的BL Lacertae天体Markarian~180(Mrk~180)的高频率峰值发生了一次光学爆发,触发了MAGIC望远镜的机会目标观测。观察源12.4小时,检测到非常高能量的$γ$ -射线发射,显著性为5.5 $σ$。一个大于200 GeV的$(2.3\pm0.7)\times10^{-11} {cm}^{-2} {s}^{-1}$的积分通量被测得,相当于蟹状星云通量的11%。测定了光子指数为$-3.3\pm0.7$的较软光谱。没有发现明显的通量变化。
2006-09-22 astro-ph
Observations of Mkn 421 with the MAGIC Telescope
MAGIC望远镜在2004年11月至2005年4月期间从耀变体Markarian 421(Mkn 421)获得了非常高能量的伽马射线发射数据。我们提出了一个综合分析的数据样本记录在不同的观测条件下,到100 GeV的伽马射线能量。通量被发现之间变化0.5 - 2蟹状单位(集成以上200 GeV),被认为是一个低状态相比,已知的数据。虽然通量每天都在变化,但没有观察到短期的变化,尽管有一些迹象表明并非所有的夜晚都处于同样的静止状态。在更高能量下的结果被发现与以前的观察结果一致。γ射线和X射线通量之间存在明显的相关性,而γ射线和光学数据之间没有明显的相关性。100 GeV和3 TeV之间的光谱能量分布显示出明显的偏离幂律,更清楚,在较低的通量比以前的观测在较高的能量。在校正河外背景光衰减的影响后,这种偏差仍然存在,并且很可能是源固有的。在100 GeV附近有一个相当清楚的反康普顿峰。Mkn 421的光谱能量分布可以用一个单区同步自康普顿模型来拟合,这再次表明这个耀变体的极高能量伽马射线发射是轻子起源的。
2007-03-20 astro-ph
Intrinsic absorption in 3C 279 at GeV-TeV energies and consequences for estimates of the EBL
基于观测到的类星体3C279的γ射线谱,考虑到类星体宽线区(BLR)内高能γ射线光子吸收的影响,我们重新讨论了MAGIC合作组最近报道的河外背景光(EBL)水平的极限。我们使用的光电离代码云计算预期的光紫外辐射场内的BLR和光学深度的伽马射线的一组相对扩展的参数。我们发现,伽马射线光子的吸收,虽然重要的源的真实辐射输出的估计,不产生一个重要的硬化的3C279的光谱在能量带MAGIC访问,支持用于推断上限的EBL水平的方法。
2008-11-03 astro-ph
Extragalactic background light absorption signal in the TeV gamma-ray spectra of blazars
最近的观测TeV伽马射线光谱的两个最近的活动星系核(AGN),Markarian 501(Mrk 501)和Markarian 421(Mrk 421),由惠普尔和HEGRA合作,刺激努力估计或限制光谱能量密度(SED)的河外背景光(EBL),导致TeV光子衰减通过成对产生时,他们旅行宇宙学距离。尽管在Mrk 501和Mrk 421的光谱中(在0.26-10 TeV范围内)没有明显的类似截止的特征可以清楚地表明这种光子吸收机制的存在,但我们证明了在这些活动星系核的光谱中仍然存在强的EBL衰减信号(10 TeV光子的存活概率<10^{-2})。通过估计宇宙对TeV伽马射线光子的最小和最大不透明度,我们计算了当前和未来伽马射线观测站的可见范围。最后,我们表明,拟议的实验,VERITAS,HESS和MAGIC,甚至可能能够实际测量EBL SED,因为他们的观测扩展到关键的75-150 GeV制度。在这个过渡区域,耀变体的光谱中应该存在一个明显的“膝状”特征,这一特征相对于耀变体的固有性质是不变的。如果对几个耀变体进行观测,则光谱指数和通量振幅在这个拐点上的变化将提供在0.1-30 $μ$ m波长范围内测量EBL所需的缺失信息。
1999-08-09 astro-ph
A Magnetically-Switched, Rotating Black Hole Model For the Production of Extragalactic Radio Jets and the Fanaroff and Riley Class Division
本文提出了一个模型,其中Fanaroff和Riley I类和II类河外喷流都是由旋转黑洞能层中磁化的吸积盘日冕产生的。虽然喷流是在吸积盘本身中产生的,但输出功率仍然是黑洞角动量的增函数。对于足够高的自旋,黑洞触发磁开关,产生高度相对论性的动能主导的喷流,而不是坡印廷通量主导的低自旋喷流。在观测到的FR突变功率下触发开关所需的日冕质量密度相当小($\sim 10^{-15} g cm^{-3}$),这意味着喷流物质的来源可能是一对等离子体或非常稀薄的电子-质子日冕,而不是主要的吸积盘本身。该模型解释了FR I和II源之间的形态和马赫数的差异,以及观察到的大质量星系在更高的射电功率下经历FR I/II转变的趋势。它也是一致的扩展的无线电波瓣的能量含量,并解释了为什么,因为黑洞自旋下降,FR II源的空间密度应该比FR I源更迅速地演变。如果本模型是正确的,那么由FR I形态(而不是光度)区分的源中的秒差距尺度喷流的总体平均速率应该明显慢于FR II形态的源。该模型还表明,存在一个人口的高红移,亚mJy FR I和II无线电源与螺旋或前螺旋星系,爆发一次时,他们的黑洞形成,但从来没有再次点燃合并。
1999-07-30 astro-ph
3C66B as a TeV radiogalaxy
MAGIC合作报告发现了一个新的VHE源,MAGIC J 0223 +430,位于blazar 3C 66 A的位置附近,长期以来一直被认为是TeV blazar的候选者。仔细的分析表明,能量在150 GeV以上的事件集中在FRI射电星系3C 66 B的位置(距离3C 66 A 6弧分),有95.4%的概率(包括系统不确定性的85.4%),该源与3C 66 A无关。我们提出了一个模型的基础上的结构射流模型已经用来解释TeV的放射性镓M87的排放的3C 66 B的可能的排放。该模型需要的参数类似于M87,但更大的光度层,占更明亮的TeV发射。我们还表明,通过MAGIC获得的光谱可以解释为3C 66 B的组合发射,占主导地位的~200 GeV,和3C 66 A。来自后一个源的高能辐射,由于与河外背景光的相互作用而被强烈衰减,只能在低能量下起作用。如果我们在小视角下看到3C 66 B的喷流发射,我们会看到光谱能量分布与典型的耀变体S5 0716+714非常相似。
2009-01-22 astro-ph
Prospects for detection of very high-energy emission from GRB in the context of the external shock model
对伽马射线暴(GRB)的100 GeV-TeV辐射的探测将为研究中心引擎的性质以及相对论流与暴源环境之间的相互作用提供前所未有的机会。在本文中,我们表明,有令人兴奋的前景,检测从爆发的MAGIC高能量(HE)的发射在早期的X射线耀斑活动,后来,在正常的余辉阶段。我们还确定了最佳的观察策略,触发条件和观察时间段。我们确定的背景下,外部冲击的情况下,从闪耀和余辉阶段的伽玛暴的预期HE发射,并比较它们与MAGIC阈值。我们发现,一个X射线耀斑的平均属性的类可以检测到在100 GeV的范围内的MAGIC,只要z<0.7。MAGIC的观测窗口应该从爆发后的10-20秒开始,覆盖大约1000-2000秒。此外,我们还证明,对于大多数z值只有几cm^-3的爆发,在相同的能量范围内探测到晚余辉发射是有很好的前景<0.5 if the density of the external medium is n>的。在这种情况下,MAGIC观测应扩展到约10-20 ks。我们提供的食谱定制这种预测的观测性能的每个突发,特别是在即时发射和红移的注量,从而允许一个几乎实时的决策过程,以决定是否继续后续观察的突发在晚些时候。
2008-09-01 astro-ph
Catching blazars in the act! GLAST triggers for TeV observation of blazars
耀变体的双峰光谱能量分布及其耀斑现象可以用各种轻子和强子模型来解释。然而,高频分量的精确建模和正确的发射机制的明确识别将需要同时在MeV-GeV波段和TeV波段进行测量。由于做这些测量所需的仪器的灵敏度和视场的差异,识别可能用TeV仪器检测到的耀变体的活动状态是至关重要的。利用一个合理的星系际衰减模型,各种外推的EGRET光谱,作为GLAST(伽马射线大面积空间望远镜)测量的代理,到TeV的能量选择EGRET耀变体预计是VHE-明亮的。此外,提供了在GLAST能量的阈值通量的估计,在该源预计可检测TeV的能量,与切伦科夫望远镜,如HESS,MAGIC或VERITAS。
2008-12-04 astro-ph
MAGIC upper limits on the very high energy emission from GRBs
MAGIC望远镜的快速重新定位系统允许在2005年至2006年初的第一个数据周期内观测到9个不同的伽马射线暴,这些伽马射线暴可能是非常高能量的伽马射线源。这些观测是由Swift、HETE-II和Integral发出的警报触发的;它们在警报发出后尽可能快地开始,持续了几分钟,能量阈值在80到200 GeV之间变化,取决于爆发的天顶角。没有发现伽马信号的证据,使用MAGIC的标准分析链推导出所有事件的通量上限。对于测得的红移的爆发,上限是兼容的幂律外推,当考虑到由于散射在超银河系辐射场(MRF)的衰减的内禀通量进行评估。
2007-06-08 astro-ph
Flux upper limit of gamma-ray emission by GRB050713a from MAGIC Telescope observations
GRB 050713 a在爆发后40秒被MAGIC望远镜观测到,并持续了37分钟,直到黄昏。由SWIFT警报触发的观测覆盖了~175 GeV以上的能量。使用标准的MAGIC分析,没有发现伽马信号的证据。由于伽马暴的红移没有直接测量,MAGIC估计的通量上限仍然与从几百keV到我们的能量范围的连续幂律谱的假设相一致。
2006-02-10 astro-ph
Break in the VHE spectrum of PG 1553+113: new upper limit on its redshift?
PG 1553+113是一个已知的BL Lac天体,最近由H.E.S.S和MAGIC在GeV-TeV能量范围内探测到。这个源的红移是未知的,最近估计了$z > 0.09$的下限。PG 1553+113的甚高能量(VHE)光谱由于被河外背景光(EBL)的低能光子场吸收而衰减。在这里,我们校正了PG 1553+113的组合H.E.S.S和MAGIC光谱,以用于假设演化EBL的最小密度的吸收。我们使用的参数,内禀光子指数不能比$Γ= 1.5$更难,并推导出一个上限的红移$z < 0.69$。此外,我们发现,一个红移以上的$z = 0.42$意味着一个可能的突破的本征谱在约200 GeV。假设不存在这样的断裂,我们得到一个更强的上限$z < 0.42$。或者,这种破裂可能是由于PG 1553+113喷流中的额外排放成分。这将是在耀变体的VHE光谱中检测到第二种成分的第一个证据。
2006-11-27 astro-ph
A novel background reduction strategy for high level triggers and processing in gamma-ray Cherenkov detectors
伽马射线天文学现在处于基础物理学和天体物理学研究的前沿。伽马探测器的灵敏度受到大量背景的限制,这些背景由强子宇宙射线(通常比信号大两到三个数量级)和探测器中的偶然背景构成。通过使用切伦科夫光的时间演化的信息,可以减少背景。我们将在这里提出的结果内的魔术实验使用一种新的技术减少的背景。γ射线产生的粒子簇射与强子产生的簇射有着不同的时间分布;偶然计数产生的背景与时间无关。这种新策略可以提高现有仪器的灵敏度。
2008-04-24 astro-ph
Status of Very High Energy gamma-ray Astronomy as of early 2008
利用新一代成像望远镜,特别是通过H.E.S.S.进行的银道面巡天,在甚高能伽马射线波段获得的数据,MAGIC和最近VERITAS的低阈值观测揭示了数十个银河系和河外源,提供了关于我们宇宙中各种高能加速点的丰富信息。此外,水切伦科夫仪器Milagro在经过七年的数据集成后提供了几个扩展源。这些结果的概述,重点放在一些最近的亮点。
2008-08-21 astro-ph
The Origin, Composition, and Energy Source for the Sun
异质的超新星碎片形成了太阳系。内行星的核心形成于中央富含铁的区域。太阳形成于坍缩的超新星核心。较轻的元素和每种元素的较轻同位素在太阳表面富集。太阳中最丰富的核素是铁56,它是镍56的衰变产物。双倍魔力的氧气16是下一个最丰富的。丰度最低的元素Li、Be和B具有松散束缚的核子。除了在核心附近的中子发射和中子衰变产生的过量的氢之外,质子的丰度与核的稳定性有关。太阳中的主要元素Fe、Ni、O、Si、S、Mg和Ca构成了陨石的99%。SN核心的中子发射引发了一系列的反应,产生太阳光度、太阳中微子、过量的氢,以及每年在太阳风中涌出的2.7个E 43氢原子。
2004-11-10 astro-ph
TeV Gamma-Ray Astrophysics
TeV伽马射线天体物理学的窗口是在不到二十年前打开的,当时蟹状星云首次被发现。经过几年的发展,HESS、MAGIC或VERITAS等成像大气切伦科夫望远镜所使用的技术现在可以在TeV范围内进行敏感的观测。像Milagro这样的水切伦科夫仪器也在多年的集成时间后提供了第一个结果。不同类型的河外和银河系源已经被探测到,显示出各种有趣的现象,这些现象正在推动甚高能量伽马射线天体物理学的理论。在这里,我回顾了一些最有趣的结果到现在为止,特别强调在该领域的X射线/伽马射线双星。
2008-01-18 astro-ph
Frontiers in High-Energy Astroparticle Physics
随着中微子质量证据的发现,多TeV能量的生动伽马射线天空,以及具有意想不到的高能量的宇宙射线粒子,天体粒子物理学目前正在经历一个快速发展和移动前沿的时代。中微子的质量不会消失,这就构成了暗物质的一个平滑成分,然而,它并没有为宇宙提供临界质量。其他的暗物质粒子很可能质量很大,在湮灭或衰变时会产生高能伽马射线、中微子和质子。用新的伽马射线望远镜、广泛的空气簇射阵列和水下/冰中微子望远镜寻找奇异的遗迹是一个迷人的挑战,但需要了解高能量下的天体物理背景辐射。在宇宙中的高能源中,射电大声活动星系核似乎是最强大的,至少占河外伽马射线通量的相当大的一部分。它们还可以提供大量观测到的高能宇宙射线,并在瞄准库比克千米尺度的中微子望远镜(如AMANDA和ANTARES)中产生有趣的事件率。提出河外中微子束可以用来寻找τ轻子的出现,从而证明中微子振荡假说。此外,提出了一种新的方法来探测恒星形成的时代在高红移使用伽马射线,这需要新一代的伽马射线望远镜在10-100 GeV的制度,如MAGIC和GLAST。
1999-02-12 astro-ph
Luminous infrared galaxies as possible sources of the UHE cosmic rays
来自离散河外源的超高能(UHE)粒子是几十EeV以上EAS事件的潜在候选者。特别是,碰撞和合并过程引发的巨大红外光度的星系是UHECR加速的可能场所。利用红外星系PSCz星表,我们计算了起源于亮红外星系(LIRGs)的UHE质子的大尺度各向异性。考虑了粒子在弱的不规则河外磁场中的小角散射和规则银河场的偏转。给出了包含能量损失的宇宙微波背景(CMB)偏转角的解析表达式。利用各种统计检验,对AGASA 40 EeV以上的实验数据的各向异性和各向同性分布的假设进行了检验。我们表明,小规模聚类分析的基础上,有一个更好的相关性的UHECRs数据低于GZK截止与LIRG起源的预测比各向同性。我们推导出一个给定数量的二重峰,三重峰和四重峰的概率的分析公式的任何密度分布的独立事件的天空。著名的AGASA UHE三重事件在天空中被发现与70 Mpc合并星系Arp 299(NGC 3690 + IC 694)中最亮的河外红外源有很好的相关。
2002-03-20 astro-ph
High-Energy Cosmology: gamma rays and neutrinos from beyond the galaxy
随着新的高能辐射天文探测器开始以其设计灵敏度运行,我们对高能宇宙的认识正在经历一个快速变化的时期。现在是高能天体物理学的繁荣时期,Swift和HESS的新发现,MAGIC和VERITAS的结果开始报道,即将发射的伽马射线太空望远镜GLAST和AGILE,以及IceCube和Auger的预期数据发布。本文提出了一种计算宇宙学γ射线源统计性质的方法。应用模型计算的统计分布的伽马射线和中微子发射的(一)束源,特别是,长时间的GRB,耀变体,和extagalactic微类星体,和(ii)unbeamed源,包括正常的星系,星暴星系和集群。本文还导出了弱束和非束高能辐射源的积分强度表达式。建立了一个早期宇宙中暗物质湮灭辐射背景强度的玩具模型。简要回顾了对本星系群、星暴和红外发光星系的γ射线通量的估算。由于最明亮的河外伽马射线源是耀斑源,而这些是PeV-EeV中微子和超高能宇宙射线源的最佳目标,快速旋转的全天空望远镜,如MAGIC和米拉格罗以外的全天空伽马射线天文台,对于多信使时代的最佳科学回报至关重要。
2006-11-06 astro-ph
H2 Energetics in Galaxy-wide Shocks: Insights in Starburst Triggering and Galaxy Formation
斯皮策太空望远镜的观测结果令人惊讶地发现了一组不同的河外源,其红外光谱主要是由分子氢(H2)的线发射。恒星形成的典型迹象(如尘埃特征,电离气体线)的缺乏或相对薄弱表明存在大量的H2气体,没有(或很少)相关的恒星形成。我们使用Stephan的五重星系碰撞(SQ)定义一个物理框架来描述H2的形成和星系范围内的冲击排放。SQ观测表明,异常湍流的H2气体与热的X射线发射等离子体共存。激波的极端中红外H2辐射超过了X射线。这些观测结果为H2对星际介质冷却的贡献、分子气体与恒星形成的关系以及星系形成的能量学提供了新的视角。这些观测结果可以通过考虑激波在非均匀介质中运动来解释。他们认为,大部分的冲击能量被转移到散装动能的H2气体。激波后气体的湍流能量驱动不同气相的质量循环,其中H2由热/温气体形成。这种解释将H2发射置于更广泛的背景下,包括光学和X射线观测。我们建议,在云中的湍流是由一个缓慢的能量和动量转移的气体的体积运动,这种湍流能量的耗散反过来又是供电的H2排放。
2008-10-02 astro-ph
Absorption of 10 Gev--1 Tev Gamma Rays by Radiation from Broad-Line Region in 3C 279
本文研究了3C 279产生的10 GeV-1 TeV γ射线在宽线区(BLR)漫辐射下的光子-光子对产生光学深度。假设极高能(VHE)γ射线光子强度的$E_γ^{-a_2}$谱为幂律谱,由MAGIC和HESS测量的积分光子通量推断出$a_1 \gtrsim 405$和$a_2\gtrsim 6.4$。基于此幂律谱,通过校正BLR(内部吸收)和河外背景光(外部吸收)的漫射光子上的光子-光子吸收来推断预吸收谱。γ射线发射区$R_{\rmγ}$的位置决定了这两个漫射辐射对10 GeV-1 TeV γ射线总吸收的相对贡献。内吸收使γ射线的谱形比只考虑外吸收的修正更为复杂,并可导致任意软化和硬化γ射线谱的形成。在研究10 GeV-1 TeV强耀变体的γ射线时,考虑内吸收是必要的。由于内部吸收而湮灭的伽马射线光子的能量可能主要在GeV附近再辐射。我们的结果表明,$R_{\rmγ}$可能是3C 279的BLR的内半径和外半径之间。这意味着对于强大的耀变体来说,$R_{\rmγ}$可能既不在BLR空腔内,也不在BLR外部,而是在BLR壳层内。在不久的将来,对$\it GLAST$、MAGIC、HESS和VERITAS的观测可以对伽马射线发射区相对于BLR的位置提供更多的限制。
2008-07-20 astro-ph
Systematic search for VHE gamma-ray emission from X-ray bright high-frequency BL Lac objects
除了三个(M87,BL Lac和3C 279)外,所有到目前为止在甚高能量(VHE)伽马射线中探测到的河外源都属于高频峰值BL Lac(HBL)天体。这向我们提出了利用MAGIC望远镜对候选源进行系统扫描的建议,该望远镜是基于Donato等人(2001)对X射线耀变体的汇编。观测时间为2004年12月至2006年3月,观测覆盖了北部天空中在天顶距zd < 30度时可见的源。计划搜索的灵敏度是为了探测在200 GeV和1 keV下发射至少相同能通量的X射线亮源。为了避免接近能量阈值的强烈伽马射线衰减,源的红移被限制为z<0.3。在观测到的14个源中,除了已知的明亮TeV耀变体Mrk 421和Mrk 501外,还发现了1 ES 1218+304和1 ES 2344+514。从1 ES 1011+496的位置观察到了3.5 σ的边际过剩,并被高光学状态触发的第二次MAGIC观测证实为VHE伽马射线源(Albert等人,2007)。对于其余的来源,我们在这里提出的99%的置信水平上限的积分通量以上~200 GeV。我们的特点的样品HBLs(包括所有HBLs检测到VHE到目前为止),通过寻找他们的多频光谱指数确定从同时的光学,档案X射线和射电光度之间的相关性,发现VHE发射HBLs似乎并不构成一个独特的子类。在200 GeV的HBL的吸收校正的伽马射线光度通常不高于它们在1 keV的X射线光…
2007-12-21 astro-ph
Photon propagation and the VHE gamma-ray spectra of blazars: how transparent is really the Universe?
伽玛射线切伦科夫望远镜的最新发现表明,宇宙对甚高能量(VHE)光子的透明度高于目前河外背景光模型的预期。已经证明,这种透明性可以用DARMA方案自然地解释,在DARMA方案中,光子与一种新的、非常轻的、类似轴子的粒子混合,这种粒子是基本粒子标准模型的许多扩展所预测的。我们讨论了DARMA对耀变体VHE γ射线谱的意义,并表明它通过对远源采用与近源相同的发射光谱特性,成功地解释了观测到的谱斜率与红移之间的相关性。DARMA还预测了观测到的耀变体光谱指数将逐渐独立于遥远源的红移。我们的预测可以用卫星上的费米/LAT探测器以及地面切伦科夫望远镜HESS,MAGIC,CANGAROO III,VERITAS和广泛的空气淋浴阵列ARGO-YBJ和MILAGRO进行测试。
2008-11-23 astro-ph hep-ph
Evidence for a new light spin-zero boson from cosmological gamma-ray propagation?
切伦科夫成像大气望远镜的最新发现表明宇宙对伽马射线有很大的透明度,这在目前的河外背景光模型中很难解释。我们发现,所观察到的透明性是由振荡机制自然产生的--这种振荡机制可以发生在星系际磁场内部--由此光子可以成为质量m << 10^(-10)eV的新的自旋零玻色子。由于后者粒子在整个宇宙中不受阻碍地旅行,即使与源的距离大大超过其平均自由程,光子也可以到达观测者。我们的预测可以在不久的将来通过伽马射线望远镜H.E.S.S.魔术,坎加罗和真理。此外,我们的结果提供了一个重要的观测测试模型的暗能量,其中quintessence耦合到光子通过一个有效的五维算子。
2007-12-19 astro-ph hep-ex hep-ph