A search for Extragalactic Sources of Ultrahigh-Energy Cosmic Rays
利用雅库茨克阵列探测到能量在4*10^{19} eV以上的可能的河外宇宙射线源。流星雨到达方向与贝隆星表中距离地球小于100 Mpc的天体的相关性证实了皮埃尔·俄歇天文台的观测结果，以及对超高能宇宙射线的Greisen-Zatsepin-Kuzmin效应。对数据的详细分析揭示了属于活动星系核的可能是超高能宇宙射线源的天体的类别。
2008-03-05 astro-ph
VHE gamma-rays From Extragalactic Large Scale Jets
讨论了FR I源大尺度河外喷流中甚高能γ射线的产生。基于最近的光学和X射线观测这些对象，我们评估它们的VHE发射的一个电子布居模型的框架。我们考虑的预测辐射，这可能提供重要的约束射流结构和一些几乎不知道的大尺度射流参数检测的可能性。
2003-06-17 astro-ph
Comment on "Correlation of the Highest-Energy Cosmic Rays with Nearby Extragalactic Objects"
我们认为，皮埃尔·俄歇合作组织（arXiv：0711.2256）公布的数据在99%的置信水平上不支持他们的假设，即大多数最高能量的宇宙射线是来自附近天体物理源的质子，无论是活动星系核还是其他具有类似空间分布的物体。
2007-11-26 astro-ph
Anisotropies and clustering of extragalactic cosmic rays
偏离各向同性一直是确定低能宇宙射线（CR）的来源和主要类型的关键工具。我们认为，各向异性由于盲区引起的银河系磁场，宇宙学的康普顿-Getting效应，中等规模的各向异性反映了大规模的CR源的分布和小规模的集群的CR到达方向在最高能量可能发挥同样的作用，河外CR。
2006-10-29 astro-ph
Closing in on the sources of Galactic and extragalactic cosmic rays
我们推测，新一代的粒子天体物理仪器将在赫斯于1912年发现宇宙射线100周年之前揭示神秘的宇宙射线源。虽然宇宙射线光谱的银河系成分起源于超新星遗迹的情况下只缺少一个“吸烟枪”，但破译河外成分的起源仍然处于阅读茶叶的水平。
2008-09-10 astro-ph
Diffuse Extragalactic Gamma Rays and Gamma Ray Bursts
如果伽马射线暴产生的总能量为10^54尔格，并且这些能量集中在能量E> 1 TeV的高能尾部，那么它们就可以解释观测到的能量> 100 MeV的弥漫性河外伽玛射线辐射。如果伽马射线暴是由中子星的总质量在违反重子数的相变中燃烧而产生的，那么这种能量就可能被释放出来。
1998-10-19 astro-ph
Extragalactic Sources of TeV Gamma Rays: A Summary
利用间接但灵敏的技术，可以从地面研究能量为100 GeV及以上的伽马射线的技术的发展，开辟了高能光子天文学的一个新领域。最令人兴奋的结果，来自这些是高度可变的TeV伽马射线通量的检测从附近的活动星系核的相对论喷流。最近从一个星暴星系和一个射电星系的信号探测打开了TeV伽马射线的河外发射是一个普遍存在的现象的可能性。在这里，我们试图总结到目前为止检测到的源的属性。
2003-10-14 astro-ph
An extragalactic ``flux trapping'' origin of the dominant part of hadronic cosmic rays?
由于能量方面的考虑，一直以来，人们都认为能量在10 MeV/核子以上的所有太阳系外强子宇宙射线的主要部分不太可能起源于河外。为了避免这种争论，本文提出了河外宇宙射线的“通量捕获”发生在银河系约束体积中的假设。这一假说是基于一些关于银河系和星系间磁场性质的推测性假设。星系际宇宙射线密度预计在保守的假设下，其河外起源，然后被证明是正确的数量级占当地观测到的宇宙辐射。它表明，宇宙射线起源的河外场景是一致的，所观察到的宇宙射线的能量谱，并保存银河系传播理论的成功，可以构建。“脚踝”在宇宙射线能谱中的位置是这种解释的自然结果。来自麦哲伦星云的$γ$射线通量并没有提供合适的试验场来决定在这种情况下是否存在银河系外的起源。有人认为，最近的观测证据似乎有利于宇宙射线的双重起源。强子成分主要在河外，而电子在银河系超新星遗迹中被加速。
1997-11-10 astro-ph
A method of measurement of extragalactic magnetic fields by TeV gamma ray telescopes
本文提出了一种在遥远耀变体TeV γ射线观测中测量河外磁场的方法。多TeV的伽马射线是由这些源在狭窄的喷流与几度的开口角发射。这些初级伽马射线与红外光子背景相互作用，产生次级电子和正电子，这些次级电子和正电子在通过宇宙微波背景光子的逆康普顿散射发射次级伽马射线之前，可以被河外磁场稍微偏转。向地球上的观测者发射的次级伽马射线可以被检测为围绕初始点源的扩展发射。扩展辐射的能量依赖角大小与视线上河外磁场的大小有关。可以用这种方法测量大尺度结构的空隙中的小磁场B < 10^{-12} G。
2007-05-07 astro-ph
Possible Production of High-Energy Gamma Rays from Proton Acceleration in the Extragalactic Radio Source Markarian 501
活动星系马卡良501是用空气切伦科夫望远镜在10太电子伏特的光子能量下发现的。如此高的能量可能表明来自马卡良501的伽马射线是由于质子而不是电子的加速。此外，由于与宇宙红外光子碰撞产生的电子-正电子对，观察到伽马射线没有衰减，这意味着对于波长为25微米的河外红外辐射背景的能量通量，每平方米每球面度的极限为2至4瓦。这个极限为星系形成的时代提供了重要的线索。
1998-03-20 astro-ph
Extragalactic Magnetic Field and the Highest Energy Cosmic Rays
河外磁场的强度和频谱仍然未知。它的测量将有助于回答这样一个问题：星系场是纯粹的原始遗迹，还是从一个小得多的宇宙种子场动态增强的。本文指出，能量在$\simeq 10^{18}\ev$以上的河外高能宇宙射线的成分、谱和方向分布，可以探测低于$10^{-9}$高斯上限的河外磁场的大尺度分量。正在建造或目前处于提议阶段的宇宙射线探测器应该能够测试几到几十兆秒差距尺度和强度在$\simeq 10^{-10} - 10^{-9}$高斯范围内的河外磁场的存在。
1995-08-21 astro-ph
Observation of extragalactic sources of very high energy gamma-rays with the MAGIC telescope
MAGIC是目前最大的单碟地面成像切伦科夫望远镜。在其第一个观测周期内，观测到了20多个河外天体，并在其中几个天体中探测到了非常高能量的伽马射线信号。这一观测的结果，连同讨论的光谱特性和通量变化的检测源。
2007-01-08 astro-ph
A new Determination of the Extragalactic Background of Diffuse Gamma Rays taking into account Dark Matter Annihilation
漫射伽马射线的河外背景（EGB）可以通过从数据中减去银河系的贡献来确定。这需要一个银河系模型（GM），我们第一次包括贡献的暗物质湮灭（DMA），这是以前提出的解释EGRET过量的扩散银河伽马射线超过1 GeV。在本文中，它表明，新确定的EGB显示了一个特征的高能量凸块上的急剧下降的软贡献。凸块被证明是兼容的贡献，从河外DMA信号的弱相互作用的大质量粒子（WIMPs）的质量在50和100 GeV之间的协议与EGRET多余的银河弥漫伽马射线和不同意与早期的分析。其余的软贡献的EGB显示类似于在我们的银河系中观察到的点源的光谱。
2007-05-11 astro-ph
Extragalactic UHE proton spectrum and prediction for iron-nuclei flux at 10^8 - 10^9 GeV
本文研究了银河系宇宙射线到河外超高能宇宙射线的跃迁问题。利用河外超高能宇宙射线模型和观测到的全粒子宇宙线谱，计算了$10^8 - 10^9$ GeV能区铁核的银河能谱。在较低的能量下预测的通量和光谱与KASCADE数据吻合得很好。从银河到河外宇宙射线的跃迁在质子和铁核的光谱中可以清楚地看到，当它们被分别测量时。预测的铁谱的形状与霍尔扩散相一致。
2004-09-02 astro-ph
Galactic modulation of extragalactic cosmic rays: Possible origin of the knee in the cosmic ray spectrum
宇宙线谱中$\sim 3 \times 10^{15}$ eV附近的谱突变（称为“拐点”）的存在是宇宙线天体物理学中最大的问题之一。与此同时，膝盖能量以上（10 $^{15}$和10 $^{18}$ eV之间）的宇宙射线的起源也仍然没有解决。在本文中，我们研究了假设的河外CR如何被银河风调制后，CR谱中的膝关节的贡献。我们数值计算调制的能量谱的假设宇宙射线进入星系从外面的"银河系球“，银河风终止。我们发现，所观察到的膝盖结构再现调制分量和银河宇宙射线起源于超新星遗迹的叠加。
2005-02-09 astro-ph
High-Energy Cosmic Rays from Galactic and Extragalactic Gamma-Ray Bursts
概述了一个银河系和河外伽马射线暴（GRB）高能（> 10 ^14 eV）宇宙射线（HECR）模型。假设伽玛暴中的相对论外流注入的CR质子和离子的能量最高（>10^20 eV），呈幂律分布。一个扩散传播模型HECR从一个单一的最近的伽玛射线暴在1千秒差距从地球解释了CR光谱附近和膝盖以上。在10^18 eV以上的CR谱与河外伽玛暴的一个分量相吻合。通过规范化的能量注入率所需的产生CR流量从河外源在当地观察到的，我们确定了一个典型的GRB的能量必须释放的非热强子的形式。我们对HECR谱的解释要求伽玛暴是强子占优的，这将通过从伽玛暴中探测到HE中微子得到证实。
2003-12-08 astro-ph
Propagation of high-energy cosmic rays in extragalactic turbulent magnetic fields: resulting energy spectrum and composition
通过研究河外磁场对宇宙射线谱和成分的影响，我们扩展了以前对混合成分河外宇宙射线源模型的研究。我们研究了带电粒子在湍流场中的传输以及从弹道到扩散传播的过渡。我们介绍了一种方法，允许快速集成的粒子轨迹，这使我们能够计算河外宇宙射线光谱在一般情况下，不使用扩散或直线近似。我们发现，只要磁场强度不超过几个nG，混合成分模型的主要特征-关于脚踝的解释和平均宇宙射线质量的非单调演化-基本上保持不变。
2007-09-11 astro-ph
TeV gamma rays from the blazar H 1426+428 and the diffuse extragalactic background radiation
本文报道了用HEGRA成像大气切伦科夫望远镜系统在（4 +-2（stat）+-1（syst））10^（-12）erg cm^（-2）s^（-1）的积分通量水平上探测到来自耀变体H1426 +428的TeV γ射线。H 1426+428的红移为z=0.129，这使它成为迄今为止在TeV伽马射线中探测到的最远的源。TeV的辐射预计会被弥漫的河外背景辐射（DEBRA）强烈吸收。观测到的TeV光子能谱与经DEBRA吸收修正后的源~E^（-1.9）的内禀幂律谱符合得很好。然而，由于统计误差和内禀源谱的不确定性，我们无法对DEBRA红外光子场的密度作出有力的说明。
2002-02-04 astro-ph
Are extragalactic gamma ray bursts the source of the highest energy cosmic rays?
最近对超高能宇宙射线（UHECR）的大型空气簇射阵列的观测和最近对伽马射线暴（GRB）红移的测量/估计似乎排除了河外GRB作为地球附近观测到的宇宙射线的来源，包括那些能量最高的宇宙射线。
1999-01-03 astro-ph hep-ph
Propagation of Ultra-High Energy Cosmic Rays in Extragalactic Magnetic Fields
本文将讨论超高能宇宙射线（UHECR）问题，并指出Erlykin和Wolfendale（1997）建立的解释10**15 eV附近宇宙射线能谱特征的单源模型的思想也可以成功地应用于更高能量的宇宙射线。UHECR（能量高于10**19 eV）在河外磁场中的传播不能再被描述为一个随机游走（扩散）过程，向直线传播的过渡为所谓的Greisen-Zatzepin-Kuzmin（GZK）截止提供了一个可能的解释，该截止在近40年后仍然是一个悬而未决的问题。位于特定距离处并在有限时间内产生UHECR的瞬态“单源”是所提出的解决方案。
2004-06-29 astro-ph
On the Propagation of Extragalactic High Energy Cosmic and Gamma-Rays
能量在$10^{20}\,$ eV以上的高能宇宙线的起源和性质一直是宇宙射线物理和天体物理的难题。本文报告了对能量范围在$10^8\,$ eV和$10^{23}\,$ eV之间的河外核子、$γ$ -射线和电子的传播的广泛研究。我设计了一种有效的数值方法来求解宇宙线谱演化的输运方程。在数值代码中考虑了能量范围在$\simeq 10^{9}\,$ eV和$\simeq 1\,$ eV之间的普遍辐射背景谱，包括漫射射电背景、宇宙微波背景和红外/光学背景，以及可能的河外磁场。我应用代码来计算粒子谱预测的各种模型的高能宇宙线的起源。与观测到的通量，特别是扩散$γ$射线背景在几个能量范围内的比较，允许一个约束某些类别的模型。我的结论是，将最高能量的宇宙射线归因于大统一尺度物理学或宇宙学伽马射线暴的方案在目前是可行的。
1996-04-18 astro-ph
Diffuse Gamma Rays: Galactic and Extragalactic Diffuse Emission
“漫射”伽马射线由几个部分组成：来自星际介质的真正漫射辐射，河外背景，其起源尚未确定，以及来自未解决和微弱的银河系点源的贡献。解开这些成分的一种方法是研究来自星际介质的漫发射，它追踪高能粒子与星际气体和辐射场的相互作用。由于这种辐射的起源，它有可能揭示宇宙射线的来源和传播。如果可靠地确定河外背景，就可以用于宇宙学和耀变体研究。研究暗星系源的“平均”光谱可能会给发射物体的性质提供线索。
2004-02-10 astro-ph
Non-thermal emission from extragalactic radio sources: a high resolution broad band (radio to X-rays) approach
在河外射电源研究的框架内，我们将重点讨论不同波长的空间分辨率的重要性，以及不同频带的观测组合的重要性。特别是，新一代X射线望远镜现在在这一领域向前迈出了实质性的一步，它能够以与射电望远镜（VLA）和光学望远镜相当的空间分辨率对0.1- 10 keV之间的射电源成像。在简要描述了河外射电源的加速机制和辐射过程的一些基本方面之后，我们将集中讨论最近的一些具有角秒分辨率的射电、光学和X射线观测，并讨论这些源的物理学的推导约束。
2002-07-31 astro-ph
Signatures of the transition from galactic to extragalactic cosmic rays
我们讨论了在不同的情况下，从银河系到河外宇宙射线的过渡的签名，最注意的倾角的情况。这种下降是能量范围为$1\times 10^{18} - 4\times 10^{19}$ eV的超高能（UHE）质子的扩散谱中的一个特征，其由宇宙微波背景（CMB）辐射上的电子-正电子对产生引起。下沉方案提供了一个简单的物理描述从银河系到河外宇宙射线的过渡。在这里，我们总结了对生产倾角模型的过渡，最显着的频谱，各向异性和化学成分的签名。然而，我们的工作的主要重点是描述的特征，所产生的伸长率和阵雨最大值$X_{\rm max}$的深度分布在下降的情况下。我们发现，$X_{\max}(E)$的曲线显示出一个急剧增加的能量，这反映了一个急剧的过渡，从铁占主导地位的通量在低能量的质子占主导地位的通量在$E\sim 10^{18}$ eV。我们还详细讨论了给定能量的宇宙射线的$X_{\max}$分布的形状，并证明这是一个强大的工具，以区分倾角的情况和其他可能的过渡模型。
2007-11-19 astro-ph
Possible Spectra of Cosmic Rays Accelerated in Extragalactic Sources
本文计算了来自红移z<=0.0092的Seyfert核和来自蓝色Lacertae天体的超高能宇宙射线（UHECR）在地球上的谱。并与实验数据进行了比较。结果表明，在附近的塞弗茨UHECR的初始频谱是最有可能的指数。BL Lac's的UHECR可能具有能量为10^21 eV的单能初始谱，以拟合数据。如果不存在红移z<0.02的Bl Lac，则这两个模型中得到的地球光谱非常相似。宇宙射线的最大能量似乎不超过10^21 eV。在计算中，我们根据Veron-Cetty和Veron最近（2001年）的活动核目录（见正文中的参考文献）使用了天体的红移分布。
2004-02-26 astro-ph
Possible Extragalactic Sources of the Highest Energy Cosmic Rays
我们给出了一个可能的最高能量宇宙射线事件的河外解释的轮廓。我们给出了一个分类的可能粒子可能导致的事件，并试图找到合适的来源，为每一类。与其他作者以前的一些研究相比，我们发现了一个可能的候选人，一个本地FR-II射电星系接近蝇眼事件，和较弱的活动星系接近AGASA事件。我们还注意到一个有趣的巧合，我们有强大的，遥远的类星体内的到达方向误差制度的蝇眼和AGASA事件。我们简要地讨论了宇宙射线光谱和成分在最高能量的后果，这可以通过未来的实验进行调查。
1995-03-08 astro-ph
Transition from galactic to extragalactic cosmic rays
讨论了从银河到河外宇宙射线的跃迁。银河系宇宙射线标准模型给出了铁核跃迁的一个临界指示，根据该模型，铁核的最大加速能为$E_{\rm Fe}^{\rm max} \approx 1\times 10^{17}$ eV量级。在$E > E_{\rm Fe}^{\rm max}$处，光谱被预测为非常陡峭，因此标准模型倾向于在能量不比$E_{\rm Fe}^{\rm max}$高得多的情况下发生跃迁。就观测而言，有两个跃迁的特征：能谱的变化和伸长率（大气中簇射极大值的深度$X_{\rm max}$作为能量的函数）。讨论了三种过渡模型：基于dip的模型、混合成分模型和踝模型。在后一种模型中的过渡发生在观察到的光谱特征，脚踝，它开始在$E_a \approx 1\times 10^{19}$电子伏特，其特征是质量组成的变化，从银河系铁河外质子。在倾角模型的过渡发生在能量$(4 -8)\times 10^{17}$ eV观察到的第二个膝关节，其特征在于从银河系铁到河外质子的质量组成的变化。混合成分模型描述了$E \sim 3\times 10^{18}$ eV处的跃迁，质量成分从银河铁转变为不同核的河外混合成分。这些模型都面临着观测数据的光谱和伸长率从不同的实验，包括俄歇。
2007-10-20 astro-ph
Extragalactic Gamma--Rays: Gamma Ray Bursts and Blazars
河外伽马射线天空主要由两类源组成：伽马射线暴（GRB）和射电大声活动星系核（耀变体），它们的喷流指向我们。我们相信，我们从它们那里接收到的辐射来自于体相对论能量向随机能量的转化。尽管这些源中产生、准直和加速喷流的机制尚不确定，但比较两类源的特征以寻找有启发性的相似之处是富有成果的。我将回顾射电强活动星系核和伽玛暴的一些一般特性，并讨论这两类源以同样方式工作的可能性。最后，我将讨论最近一些令人兴奋的前景，利用耀变体对宇宙的红外-光学-紫外背景施加约束，并利用伽玛暴作为标准烛光来测量宇宙。
2004-11-04 astro-ph
Cosmogenic neutrinos as a probe of the transition from Galactic to extragalactic cosmic rays
有两种解释脚踝的可能性，一种是宇宙射线的光谱在$\sim 10^{19}$ eV处下降。一种解释为踝是银河系到河外宇宙射线的跃迁（{ \it踝跃迁方案}），另一种解释为宇宙微波背景辐射的偶产生引起的下沉（{ \it质子下沉方案}）。在本文中，我们考虑宇宙成因中微子是否可以作为一个线索，以判断哪种情况是有利的。我们用合理的物理参数组计算了宇宙成因中微子的通量，并发现了以下几个重要特征。首先，只要源处的宇宙射线的最大能量足够高，在踝跃变的情况下，$\sim 10^{20}$ eV处的中微子通量就会变得更高。另一方面，中微子谱在质子浸渍的情况下，在$\sim 10^{16}$ eV处有一个特征峰，条件是河外质子对观测到的宇宙射线的贡献显著下降到$10^{17}$ eV。因此，我们得出结论宇宙成因中微子应该给我们一个线索，以判断哪种情况是有利的，除非这些功能被掩盖的中微子背景来自可能的，强大的中微子源，如活动星系核和伽玛暴。我们还发现了一个有趣的特征，即在$\sim 10^{18}$ eV处的中微子通量只依赖于宇宙线源的宇宙学演化。这意味着宇宙成因中微子的能量给我们带来了关于超高能宇宙射线源的宇宙学演化的信息。最后，我们将宇宙成因中微子的通量与几种中微子探测器的预期灵敏度曲线进行了比较，得出了宇宙成因中微子的探测在不久的将来是有希望的结论。
2009-01-15 astro-ph
On the transition from Galactic to extragalactic cosmic-rays: spectral and composition features from two opposite scenarios
我们研究的现象学的宇宙射线（CR）在银河/河外过渡，专注于两个相反的模型组成的河外（EG）组件。模型A假设混合源的组成，与核丰度类似的低能量CR，而模型B假设EG源加速质子。我们研究的限制，在这两种情况下可以重现的高能量CR数据，从能量谱的角度来看，每个都有自己的解释脚踝（作为模型A的GCR/EGCR过渡;作为模型B的成对生产下降）和自己的源谱（在E？2.3模型A;在E？2.6还是E 2.7对于模型B）。然后，我们专注于高能量CR组成的能量演化，并将我们对两个主要组成相关的观测值（Xmax和hlnAi）的预测与现有数据进行比较，得出结论，模型A目前是有利的。Uniforms进行了讨论，并确定了这两个模型的显着特点，这应该允许一个在不久的将来，当更精确的测量与更高的统计实验，以区分模型。
2007-01-16 astro-ph
At what particle energy do extragalactic cosmic rays start to predominate?
我们已经论证过[J. Szabelski et al.（2002）]，宇宙射线能谱中著名的“脚踝”，在logE（eV）~ 18.7-19.0，标志着从主要来自银河系的较低能量源到主要来自河外的能量源的转变。然而，最近，已经有人声称更低的过渡能量，特别是从logE（eV）~ 17.0 [G. Thompson等人（2004年）]通过17.2-17.8 [V.S. Berezinsky等人（2004年）]至18.0 [A.M. Hillas（2004年）]。在我们的模型中，脚踝自然地产生于斜率相差约1.8的简单幂律谱的总和;从银河系粒子的微分斜率-3.8（接近logE = 19）到河外源的~ -2.0。另一方面，在其他模型中，踝是固有的河外成分单独，并产生于形状的能量损失率与能量的（假设）质子与宇宙微波背景（CMB）相互作用。我们对世界上有关超高能谱的数据进行了详细分析，结果表明，无论是将它们放在一起还是分开，踝关节的平均锐度（log（强度 *E^3）相对于logE的二次差）都与我们的“混合”模型一致。然而，如果仅用河外粒子来解释，踝核的能量是错误的--对于合理的产生模型来说，如果在踝核能量处仍然有相当大一部分重核，那么踝核的能量就不够大，这似乎是可能的。
2004-10-26 astro-ph
A low level of extragalactic background light as revealed by gamma-rays from blazars
弥漫的河外背景光由星系在宇宙历史中发出的星光的总和组成，它也可能有来自第一批恒星的重要贡献，这些恒星可能在星系形成开始之前形成。直接测量是困难的，而且还没有定论，因为与黄道光相关的明亮前景发射造成了很大的不确定性。另一种方法是研究遥远的河外天体的伽马射线光谱上的吸收特征，这些特征是通过这些光子与背景光子的相互作用而形成的。在这里，我们报告的发现γ射线发射的耀变体H 2356 - 309和1ES 1101 - 232，在红移z = 0.165和z = 0.186，分别。它们出乎意料的硬光谱提供了光学/近红外波长的背景光的上限，似乎非常接近由已分辨星系的积分光给出的下限。因此，这些波长的背景通量似乎强烈地受来自星系的直接星光的支配，从而排除了其他来源的巨大贡献-特别是来自第一批形成的恒星。这一结果还表明，星系际空间对伽马射线的透明度比以前认为的要高。
2006-04-19 astro-ph
A dip in the UHECR spectrum and the transition from galactic to extragalactic cosmic rays
这种下降是由宇宙微波背景辐射产生的电子-正电子对引起的超高能质子扩散谱的一个特征。对于幂律产生谱$E^{-2.7}$，通过Akeno-AGASA、HiRes、Yakutsk和Fly's Eye探测器观察到的谱，以高精度确认了计算出的倾角位置和形状。当这些探测器测量的粒子能量通过倾角校准时，它们的通量以惊人的精度一致。预测的倾斜形状是相当稳健的。只有当注入时比质子重的原子核的分数高时，倾角才被强烈修改，这对UHECR源中的加速机制施加了一些限制。由观测证实的下沉的存在意味着从银河系到河外宇宙射线的跃迁发生在$E \lsim 1\times 10^{18}$ eV处。我们表明，在能量低于一个特征值$E_{\rm cr}\approx 1\times 10^{18}$ eV，在所有感兴趣的情况下，河外宇宙射线的光谱是陡峭的，它提供了一个自然过渡到一个陡峭的银河宇宙射线光谱。这种转变发生在低于$E_{\rm cr}$的某个能量处，对应于所谓的第二膝的位置。我们广泛地讨论了这个模型的限制，由目前的知识的加速过程和来源的UHECR，并将其与传统的过渡模型在脚踝。
2006-10-18 astro-ph
Contribution of a nearby Pulsar to Cosmic Rays observed at Earth
研究了近地天体对地球观测到的宇宙射线的贡献。发现宇宙线各向异性振幅的实验限对脉冲星转动能转换成发射粒子动能的效率有重要的约束作用。本文估计了两个著名的邻近γ射线双星，即船帆座和盖明加星的宇宙线通量。分析表明，观测到的宇宙射线各向异性限制了船帆座和Geminga星的贡献，最多只能占膝盖以下观测到的宇宙射线的1%。
2006-02-14 astro-ph
Absorption of High Energy Gamma Rays by Interactions With Starlight Photons in Extragalactic Space at High Redshifts and the High Energy Gamma-Ray Background
我们计算了10-500 GeV的高红移γ射线的吸收。这个计算需要确定星系际星光光子场的高红移演化，包括它的红外-紫外光谱能量分布。为了估计这一演变，我们遵循了最近的分析秋季，夏洛特和裴给出的结果与最近的数据一致。我们给出了我们的结果作为红移的函数的γ射线不透明度的红移为3。我们也给出了预测的伽玛射线光谱选定的耀变体，并给出了河外未解决的耀变体背景光谱高达500 GeV。我们的结果表明，由于星系际吸收，该背景在20 GeV以上应该显着变陡。未来对这种变陡的观测将为耀变体背景起源假说提供一个检验。我们用我们的结果讨论了伽马射线暴的红移上限。我们注意到，EGRET观测到的1994年2月17日的爆发必定起源于小于2的红移。我们还使用我们的估计的背景，以确定多GeV的伽马射线线的可观测性，从湮灭的超对称暗物质粒子的星系晕。
1997-04-16 astro-ph
Propagation and Chemical Composition of Ultra High Energy Cosmic Rays
具有$E^{-2.7}$型注入谱的河外宇宙射线质子在地球上的谱由于贝特-海特勒对产生而相对于宇宙微波背景的光子而具有下降。在$10^{18} - 4\times 10^{19}$ eV的能量区域中产生凹陷，其位置和形状以高精度再现实验观察到的光谱。对观测数据的这种解释预测了一个能量标度的存在，该能量标度发出了从银河系到河外宇宙射线可能过渡的信号。事实上，在能量低于特征值$E_c\approx 1\times 10^{18}$ eV（由电子对产生的能量损失率和绝热损失率相等决定）时，宇宙射线的光谱在所有感兴趣的情况下都是发散的。在这个模型中，从银河宇宙射线到河外宇宙射线的跃迁发生在低于$E_c$的某个能量，对应于所谓的第二膝的位置。对观测数据的另一种可行的解释是基于一种完全不同的方法，假设质子和原子核的混合成分的能量为$E\ge 10^{19}$ eV。这种情况意味着从银河系到河外宇宙射线在脚踝能量（$\sim 10^{19}$ eV）的过渡。在本论文中，我们将审查的主要特点的倾角模型比较它与过渡的模型在脚踝。
2007-01-22 astro-ph
Cosmic Neutrinos from the Sources of Galactic and Extragalactic Cosmic Rays
虽然像冰立方这样的更大规模的中微子探测器是发现仪器，但它们的概念设计在很大程度上是基于这样一个观测事实：自然界产生的质子和光子的能量分别超过10^20 eV和10^13 eV。大自然在哪里以及如何加速最高能量的宇宙粒子的谜题在发现它们近一个世纪后仍未解决。从能量学的考虑，我们预计每年每平方公里有10~100个中微子事件，指向银河系和河外宇宙射线的源头。在这方面，我们讨论的结果的AMANDA和冰立方中微子望远镜，将提供一个平方年的数据在未来3年。
2006-11-29 astro-ph hep-ph
The Extremely High Energy Cosmic Rays
本文综述了Haverah Park、Yakutsk、AGASA和Fly's Eye的实验结果。所有这些实验都在0.1EeV以上的能量范围内进行。所有的实验都很好地建立了能谱中3 EeV附近的“凹陷”结构，尽管确切的位置略有不同。Fly's Eye和Yakutsk的化学成分结果表明，宇宙射线在0.1 EeV至10 EeV的能量范围内变得更轻，但确切的分数取决于强子相互作用模型，如AGASA分析所示。宇宙射线的到达方向在很大程度上是各向同性的，但有趣的特征可能开始出现。大多数实验结果可以用这样的假设来解释：随着能量的增加，河外成分逐渐占据银河系的人口，最高能量的宇宙射线主要是来自河外空间的粒子。然而，由于有限的统计数据和数据的分辨率，河外来源的识别尚未成功。
1998-02-23 astro-ph
Extragalactic ultra high energy cosmic rays, II. Comparison with experimental data
我们将FR-II热点对超高能宇宙射线谱的预期贡献（Rachen & Biermann 1993，A&A in press，BB paper astro-ph/9301010）与改进的实验结果进行了比较。我们介绍了一个“世界数据集”的UHE宇宙射线通过比较各种实验的数据，提取相对系统误差的能量推导和平均能量箱。由于FR-II热点的贡献预计主要是质子，我们还可以将其与最近从蝇眼和Akeno空气簇射探测器获得的0.1至1 EeV之间的宇宙射线质子成分的实验结果进行比较（Gaisser等人，1993年，物理学修订版D出版中，Stanev等人，1992年，A&A提交）。结果是惊人的：我们对低于1 EeV的能量的预测与质子分量的数据非常吻合，同时也解释了最高能量下的总通量。结果与Biermann 1993年预测的仅由重核组成的星系成分的预期一致，其斜率约为-3.1，截止值为5 EeV（A&A出版，BB论文astro-ph/9301008）
1993-02-04 astro-ph
Propagation and Signatures of Ultra High Energy Cosmic Rays
当源间距离小于传播长度（如能量衰减长度或扩散长度（在磁场中传播））时，我们研究了具有普适谱的河外质子，它与传播方式无关。借助于修正因子，研究了该谱中的传播特性，即GZK截止、倾斜和凸起，修正因子与产生谱指数$γ_g$的关系很弱。我们认为，从上述功能的下降是最独立的模型之一。对于具有$γ_g=2.7$的幂律产生谱，所有现有探测器的数据都很好地证实了这种下降，这为河外质子通过CMB传播提供了强有力的证据。我们发展了UHECR起源的活动星系核模型，成功地解释了观测到的$1\times 10^{20}$ eV以下的光谱和从银河到河外的宇宙射线跃迁。计算出的光谱具有GZK截止值，并且在$E \gsim 1\times 10^{20}$ eV处的AGASA过量事件需要另一个分量，例如来自超重暗物质。在弱河外磁场的情况下，这个模型是一致的小角度集群和观察到的相关性与BL Lac。
2005-05-10 astro-ph
Extragalactic ultra high energy cosmic rays, I. Contribution from hot spots in FR-II galaxies
我们认为FR-Ⅱ星系中的热点是质子在宇宙射线中被一阶费米加速到最高能量的场所。我们估计了在规范物理条件允许的热点区域中可达到的最大能量，这是从无线电到光学观测中发现的（Meisenheimer等人，1989，A&A）。我们计算可观察到的质子通量和频谱从这个来源，使用所有的知识源distribution（孔雀1985年，MNRAS）和粒子输运在微波背景（Berezinsky和Grigor'eva 1988年，A&A）。我们得到极好的协议与宇宙射线数据点在超高能。本文给出了解释0.1 ~ 1 EeV宇宙射线谱质子分量新的气簇数据的基本模型（Gaisser等，1992，Phys. Rev. Din press，Stanev等，1992，A&A submitted），这是下一篇论文（第二部分，Rachen和Biermann 1992，A &A submitted）的主题。
1993-01-25 astro-ph
The Extragalactic Gamma Ray Background
了解宇宙非热历史的一种方法是确定尚未解决的真正扩散的河外伽马射线的起源。昏暗的耀变体和无线电/伽马星系肯定作出了重要贡献的银河系伽马射线背景的EGRET的发现，和以前的治疗方法进行了审查，并与一个新的分析比较。简要回顾了恒星形成星系中的宇宙射线、结构形成激波以及暗伽玛暴的γ射线强度研究。一个新的硬伽马射线源类似乎需要从预测的总强度与实测强度相比。
2007-05-10 astro-ph
A new estimate of the extragalactic radio background and implications for ultra-high-energy gamma-ray propagation
根据观测到的正常星系和射电星系的光度函数和射电谱，我们对河外射电背景作了一个新的估计。我们已经构建了这两类对象的光谱模型，以低频率的基础上，我们的银河系，其他正常星系和射电星系的观测。我们检查发光度函数的模型和演变是否给出与数据一致的源计数，并计算从kHz到GHz频率预期的无线电背景。这种计算的动机是超高能伽马射线在宇宙中的传播受到射电背景下光子-光子对产生的限制。在星系际磁场中，可能会产生涉及光子-光子对产生和随后的同步辐射的电磁级联。这样的伽马射线可以在超高能宇宙射线的加速位点中产生，作为与微波背景相互作用的结果，或者作为拓扑缺陷的衰变或湮灭的结果而发射。我们发现，光子-光子对生产的无线电背景仍然是占主导地位的衰减过程的伽马射线从$3 \times 10^{10}$ GeV的大统一体尺度的能量。
1996-05-20 astro-ph
Constraints on secondary 10-100 EeV gamma ray flux in the minimal bottom-up model of Ultra High Energy Cosmic Rays
在最近提出的一个模型中，假设河外宇宙射线只是具有幂律源谱的质子，能量高于EeV的宇宙射线谱可以用最少数量的未知参数拟合。在这个极小模型中，我们用四个参数（质子注入谱幂律指数、最大能量、离源最小距离和演化参数）拟合观测到的HiRes谱，计算了几种射电背景模型和一系列平均河外磁场下质子产生的光子-π介子和e+e-对所产生的超高能光子通量。
2007-06-26 astro-ph
ORIGIN OF THE HIGH ENERGY EXTRAGALACTIC DIFFUSE GAMMA RAY BACKGROUND
我们表明，宇宙射线在外部星系，集团和星系团丰富的气体，具有类似于在银河系中观察到的平均通量，可以产生所观察到的河外弥漫伽马辐射。
1995-01-22 astro-ph
EGRET Excess of diffuse Galactic Gamma Rays interpreted as a Signal of Dark Matter Annihilation
Elsaesser和Mannheim根据Strong，Moskalenko和Reimer的EGRET数据，将暗物质湮灭（DMA）的贡献与银河系外弥散伽马射线通量的贡献进行了拟合，发现WIMP的质量为515{+110}{-75} GeV，并给出了30%的系统误差。然而，它们不包括大的系统不确定性，因为确定河外通量（EGF）需要一个模型来从数据中减去银河通量。所使用的数据是用一个没有银河DM的模型获得的，所以人们预计DMA贡献的区域会有额外的不确定性。包括银河系DMA的贡献降低了重要性和WIMP质量。然后，后者变得与银河系过剩的漫射伽马射线相容，它拥有DMA的所有属性，比河外过剩的重要性高得多。
2006-02-15 astro-ph
Magnetic Fields of Nearby Active Galactic Nuclei and Correlation of the Highest-Energy Cosmic Rays with their Positions
在活动星系核加速过程的框架下，解释了Pierre Auger合作组观测到的超高能宇宙射线指向与活动星系核的相关性。这个加速过程是由一个旋转的吸积盘围绕着一个被冻结在磁场中的黑洞产生的。结果，吸积盘就像是宇宙射线的感应加速器。我们在磁耦合过程的框架内估计了产生的磁场。计算结果表明，平谱射电类星体是有效的宇宙加速器。我们还估计了高能宇宙射线与环境辐射场相互作用的衰减。
2008-11-20 astro-ph
Non-thermal radiation from molecular clouds illuminated by cosmic rays from nearby supernova remnants
由于宇宙射线在稠密的磁化气体中的相互作用，分子云预计会发出非热辐射。如果云靠近宇宙射线的加速器，并且如果宇宙射线可以离开加速器并扩散到达云，则这种发射被放大。我们考虑的情况下，分子云是位于附近的超新星遗迹，这是加速宇宙射线，并逐步释放到星际介质。我们计算的多波长光谱从无线电到伽马射线出现的云作为宇宙射线相互作用的结果。总能量输出由伽马射线发射主导，其可以超过来自其他带的发射一个数量级或更多。这表明，迄今为止探测到的一些未识别的TeV源，在其他波长上没有明显或非常弱的对应物，可能与来自附近源的宇宙射线照射的云有关。
2008-09-30 astro-ph
Blazar Gamma-Rays, Shock Acceleration, and the Extragalactic Background Light
观测到的耀变体的光谱、它们的内禀辐射和辐射粒子的基本数量是密切相关的。使用这些源作为河外红外背景的探测器，TeV波段望远镜的最新进展推动了这一前景，美国宇航局即将推出的伽马射线大面积空间望远镜（GLAST）的观测很快将扩大这一前景，这是最近人们非常感兴趣的一个话题。在这里，它表明，如果耀变体喷流中的粒子在相对论冲击加速，那么指数小于1.5的伽马射线谱可以产生。这反过来又放宽了以前提出的近红外河外背景辐射的上限。我们还表明，TeV耀变体与平坦的光谱有较高的内在TeV γ射线光度的证据暗示，我们指出，可能有一个相关的平坦度和光度与红移。
2007-09-04 astro-ph hep-ph
Small-Angle Scattering of X-Rays from Extragalactic Sources by Dust in Intervening Galaxies
伽马射线暴现在被认为是宇宙学上的一种天体，通常伴随着X射线和光学余辉。余辉中发射的总能量可以与伽马射线暴本身辐射的能量相似。如果一个包含大量尘埃柱密度的星系靠近伽马射线暴的视线，由于尘埃颗粒的衍射，X射线的小角度散射将产生余辉的X射线回波。在观测到余辉后的某个时间，对回波的角尺寸进行测量，可以得到散射星系和伽马射线暴的角直径距离的组合，这可以用来约束宇宙学模型，就像引力透镜中的时间延迟一样。散射星系通常也会引起引力透镜，这应该会改变来自圆环的X射线回波的形状。检测这种现象的主要困难是回波的预期通量非常低。当伽马射线暴被引力透镜高度放大时，或者当偏转星系处于低红移时，通量会增加。类星体等连续（但可变）源的X射线回波也可以用高分辨率仪器探测到，并允许进行类似的测量。
1998-08-25 astro-ph
Search for Correlations between Nearby AGNs and Ultra-high Energy Cosmic Rays
大多数最高能量的宇宙射线被认为是带电的：质子或原子核。带电粒子在穿过银河系和河外磁场时会发生角偏转。因此，宇宙射线到达方向与潜在源的相关性已被证明是困难的。这种情况并没有得到当前数据样本的帮助，其中宇宙射线/源的数量通常< O（1）。当有更大的数据样本，也许有更好的候选源目录时，就会取得进展。本文报道了对邻近活动星系核（AGN）的RXTE星表与AGASA实验中公布的超高能宇宙射线列表之间相关性的研究。虽然没有发现统计上显著的相关性，但在AGASA事件和最具包容性的RXTE活动星系核类别之间观察到两种相关性。
2006-10-31 astro-ph
Propagation of Ultra-High Energy Cosmic Rays above $10^{19}$ eV in a Structured Extragalactic Magnetic Field and Galactic Magnetic Field
本文对$10^{19}$ eV以上的超高能宇宙射线在结构化河外磁场中的传播进行了数值模拟，并模拟了它们到达地球的分布。我们使用的IRAS PSCz目录，以构建一个模型的EGMF和源模型的UHECR，这两个复制的本地结构观察到的银河系周围。我们还考虑修改UHECR到达方向的银河磁场。我们跟踪它们从地球传播的逆过程并记录其轨迹。这使得我们能够仅计算到达地球的UHECR的轨迹，这节省了CPU时间。从这些轨迹和我们的源模型，我们构建的UHECR的到达分布和计算的谐波振幅和两点关联函数的。我们估计再现Akeno地面空气簇射阵列（AGASA）观测最好的源的数密度。结果发现，最合适的源数密度为$\sim 5 \times 10^{-6}$ Mpc $^{-3}$ .这限制了UHECR的源候选。我们还展示了他们的到达分布与未来的实验预期的事件数的天空图，并研究如何EGMF影响他们的到达分布。一个主要的结果是扩散的聚类事件，从计算中获得的EGMF的情况下。这种趋势使我们能够更好地再现所观察到的两点关联函数。
2005-11-17 astro-ph
Large scale extragalactic jets powered by very-high energy gamma rays
负责大规模喷流的非热同步辐射的放射性镓和类星体的电子的辐射冷却，需要准连续的（在时间和空间）生产的相对论电子在整个超过100 kpc的规模超过喷流。虽然在大规模喷流的标准范例中，这意味着电子的原位加速，但在这封信中，我们提出了这些电子的一个主要不同的"非加速“起源，假设它们通过从中心物体注入喷流的极高能量伽马射线引发的电磁级联的有效发展而在喷流的整个长度上实现。这种方案提供了一种自然和非常经济的方式来为喷气机提供动力，使其达到100 kpc及更远的距离。
2002-07-05 astro-ph hep-ph
Predicted Extragalactic TeV Gamma-Ray Sources
我们认为，低红移XBLs（X射线选择BL Lacertae对象）可能是唯一的河外伽玛射线源可观察到的TeV能量。我们使用简单的物理考虑，包括同步加速器和康普顿组件光谱的耀变体，以表明为什么所观察到的TeV源的XBLs，而大多数RBLs和FSRQs被认为是在GeV的能量。这些考虑表明，XBL和RBL之间的差异不能被解释为纯粹的相对论性喷流取向效应。我们注意到，唯一的河外TeV源已被观察到的XBL和附近的RBL与一个非常硬的频谱在GeV范围内尚未看到TeV的能量。我们还注意到，在EGRET观测到的14个BL Lac中，12个是RBL，而只有2个是XBL。我们给出了附近的XBLs，我们认为是很好的候选TeV源和预测估计TeV通量为这些对象的列表。
1996-09-16 astro-ph
