Correlation of the highest energy cosmic rays with nearby extragalactic objects
利用皮埃尔·俄歇天文台在过去3.7年中收集的数据，我们证明了能量高于~ 6 × 10 ^{19}电子伏特的宇宙射线的到达方向与活动星系核（AGN）位置之间的相关性。我们拒绝了这些宇宙射线的各向同性分布的假设，至少有99%的置信水平，从规定的先验测试。我们观察到的相关性是兼容的假设，即最高能量的粒子来自附近的河外源，其流量并没有大幅减少与宇宙背景辐射的相互作用。活动星系核或具有类似空间分布的天体是可能的来源。
2007-11-14 astro-ph
Astrophysical Origins of the Highest Energy Cosmic Rays
讨论了高能宇宙射线的潜在天体物理源的理论问题，包括能量收支和粒子逃逸与传播的一些问题。在简要讨论活动星系核喷流和伽玛暴后，我们强调了重核起源于星系团吸积激波的可能性。除了中微子作为源识别的诊断工具的X射线和伽马射线签名的重要性被强调。
2007-02-01 astro-ph
Note on the Origin of the Highest Energy Cosmic Rays
本文讨论了E.- J. Ahn，G. Medina-Tanco，P.L. Bierman和T. Stanev在他们的论文中讨论了最高能量宇宙射线的起源，是唯一负责正粒子向银河北极聚焦的人。我们讨论了这个模型的有效性，特别是在领域的逆转和径向扩展。我们的结论是，用这样一个模型，人们不能从观测到的宇宙射线的方向中恢复任何方向信息。特别是不能识别点源至少高达约200 EeV的能量。因此，迄今为止观测到的回溯最高能量宇宙射线的明显聚集不能被解释为点源的证据，也不能被解释为M87的鉴定，因为它恰好靠近北极。
2000-01-25 astro-ph
VERITAS Observations of the Arrival Directions of the Highest Energy Cosmic Rays
皮埃尔·俄歇合作组最近发现，最高能量宇宙射线的到达方向各向异性与附近活动星系核的位置有关，这鼓励人们寻找对应的TeV伽马射线发射。在北半球伽玛射线望远镜阵列VERITAS的合理高度上，南半球皮埃尔·俄歇实验观测到的大约一半的天空也是可见的。我们报告的第一次观察VERITAS的超高能宇宙射线事件的到达方向相关的区域。
2008-10-02 astro-ph
Monopole Annihilation and Highest Energy Cosmic Rays
已经探测到能量超过$10^{20}\eV$的宇宙射线。这些最高能量的宇宙射线的来源仍然未知。现有的天体物理加速机制在将粒子加速到这些能量方面遇到了严重的困难。文献中提出了这些粒子是由宇宙拓扑缺陷衰变产生的替代方案。在本文中，我们研究的可能性产生的最高能量的宇宙射线，通过一个过程，涉及到形成亚稳态的磁反磁束缚态和随后的崩溃。重的质子-反质子对构成的单极子的湮灭可以产生高能核子，γ射线和中微子，我们估计和讨论的预期流量与实验数据迄今为止。我们所考虑的单极子是在宇宙早期大统一能量尺度下的相变中可能产生的。我们发现，可观测到的宇宙线通量可以产生与目前的界限兼容的丰度。
1994-12-15 astro-ph
COSMOLOGICAL GAMMA RAY BURSTS AND THE HIGHEST ENERGY COSMIC RAYS
我们讨论了最高能量宇宙射线（CR）和宇宙学$γ$射线暴（GRB）具有共同起源的情况。这种情况与观测到的高于$10^{20}\text{eV}$的CR通量一致，只要每个脉冲群在$γ$射线和高于$10^{20}\text{eV}$的CR中产生相似的能量。在一个耗散的、超相对论性的风中，质子可能被费米机制加速到能量$\sim10^{20}\text{eV}$，光度和洛伦兹因子高到足以产生伽玛射线暴。对于均匀的GRB分布，这种情况下预测各向同性，时间无关的CR通量。
1995-05-18 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
The Highest Energy Cosmic Rays, Gamma Rays and Neutrinos: Facts, Fancy and Resolution
虽然宇宙射线在90年前就被发现了，但我们不知道它们是如何以及在哪里被加速的。有令人信服的证据表明，最高能量的宇宙射线是银河系外的--它们无论如何不能被我们银河系的磁场所包含，因为它们的回旋半径超过了它的尺寸。基本的基本粒子物理学规定了它们能量的普遍上限为$5\times10^{19}$ eV，即所谓的Greisen-Kuzmin-Zatsepin截止值;然而，已经观察到超过这个能量的粒子，这给宇宙线之谜增加了一个谜团。然而，神秘是进步的沃土：我们将回顾事实，并提到一些非常投机的解释。人们确实希望通过雄心勃勃的实验很快解决天文学中最古老的问题：$10^4$ km $^2$区域的空气簇射阵列、空气切伦科夫探测器阵列和公里级中微子天文台。
2001-11-02 astro-ph
A Magnetized Local Supercluster and the Origin of the Highest Energy Cosmic Rays
一个充分磁化的局域超星系团可以解释超高能宇宙射线的光谱和角分布。我们指出能量低于$\sim 10^{20}$ eV的河外宇宙射线谱可能是由于在$\sim 10^{-8} - 10^{-7}$高斯场的本超星系团中的扩散传播。在$\sim 10^{20}$ eV以上，宇宙射线以几乎直线的方式传播，这可以从最高能量处光谱形状的变化得到证明。光谱的拟合要求至少有一个源位于距离银河系$\sim 10-15$ Mpc的相对较近的地方。我们讨论了本超星系团中磁场的起源和这个模型的可观测预言。
1998-06-19 astro-ph
The highest-energy cosmic rays
本文首先讨论了宇宙射线的传播以及初级宇宙射线撞击高层大气时产生的簇射。这篇论文聚焦的是能量大于10 ^19 eV的宇宙射线。重点放在与表面阵列和荧光望远镜探测宇宙射线有关的簇射性质上。两个主要的实验，AGASA和HiRes的一些详细描述。然后对实验结果进行了回顾。因此，需要更多的数据也就不足为奇了。但同样正确的是，改进的分析和来自HiRes的进一步数据可以在实验情况下做出重大改进。
2004-02-20 astro-ph
Origin and propagation of the highest energy cosmic rays
在这次演讲中，我将概述激波加速、高能宇宙射线与背景辐射的相互作用和通过背景辐射的传播，以及由此产生的电子-光子级联。我认为，虽然最高能量的宇宙射线的起源仍然是不确定的，它是没有必要调用奇异的模型，如发射拓扑缺陷来解释现有的数据。看来，在Fanaroff-Riley II类射电星系的激波加速可以解释现有的数据。然而，在我们确定自然界中最高能量粒子的来源之前，必须有新的宇宙射线数据以及对河外辐射场和磁场的更好估计。
1996-12-22 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
Correlation of the HIghest Energy Cosmic Rays with the Supergalactic Plane
本文研究了皮埃尔俄歇合作组探测到的27条超高能宇宙射线的到达方向的各向异性。我们确认这些事件的到达方向的各向异性，并找到一个显着的相关性与更新的超星系平面的定义在距离高达70 Mpc，各向同性源分布的蒙特卡罗计算表明，机会概率为2-6 $\times10^{-4}$的各向同性事件到达方向分布。
2008-07-18 astro-ph
Large scale distribution of matter in the nearby universe and ultra-high energy cosmic rays
假设可见物质追踪粒子的来源和星系际磁场，研究了河外超高能质子（E > 4E19 eV）向银河系的偏转。磁场的反转尺度和大小由物质的局域密度决定。CfA红移星表被用来确定50 Mpc内的星系分布，这些星系被认为是源所在。结果表明，超高能宇宙射线的到达方向与50 Mpc以内星系的分布一致，并且所提出的事件簇指向高密度源区而不是单个源区。
1997-07-04 astro-ph
Highest Energy Cosmic Rays and results from the HiRes Experiment
本文从高分辨率复眼实验（HiRes）的最新结果出发，概述了高能宇宙射线场的现状。HiRes的结果，并与Akeno巨型空气簇射阵列（AGASA），加上望远镜阵列和皮埃尔俄歇实验。给出了宇宙线谱的HiRes测量和GZK截止的观测结果。HiRes结果的组成，搜索各向异性，测量的质子-空气总截面，和形状的淋浴配置文件。
2007-06-08 astro-ph
Comment on ``Cosmological Gamma Ray Bursts and the Highest Energy Cosmic Rays''
在不久前发表在PRL上的一封具有上述标题的信中，Waxman提出了一个有趣的建议，即宇宙伽马射线暴（GRB）是超高能宇宙射线（UHECR）的来源。Milgrom和Usov以及Vietri也独立提出了这一点。然而，最近对伽玛暴及其余辉的观测，特别是最近来自Akeno Great Air Shwoer Array（AGASA）的UHECR数据排除了河外伽玛暴作为UHECR的来源。
1998-11-12 astro-ph
Chandra and XMM-Newton Observations of the Highest Redshift Quasars: X-rays from the Dawn of the Modern Universe
我们回顾了最高红移（z > 4）类星体的X射线研究，重点是最近的进展，主要是由钱德拉和XMM-牛顿的能力。包括讨论基本的X射线人口研究，X射线光谱学，高红移AGN的X射线调查，和未来的前景。
2002-03-28 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
Nearby Seyfert galaxies are possible sources of cosmic rays above 4*10^19 eV: Updated Results
分析了AGASA、Yakutsk、Haverah Park阵列探测到的63个能量为4*10^19<E<=3*10^20 eV的大范围空气簇射的到达方向，以确定这些能量的宇宙射线的可能来源。我们搜索的活动星系核的误差框周围的双到达方向，并计算的概率的对象是在误差框的机会。我们在1996-2001年得到的结果（见文中参考文献）得到了证实：对于红移z<0.01的Seyfert星系（以及BL Lacertae天体），概率很小，P>3 sigma（sigma是高斯分布的参数）。塞弗特星系的特征是中等亮度（L<10^46 erg/s）和微弱的射电和X射线辐射。
2003-04-18 astro-ph
Anisotropies of Cosmic Rays and Search for Intergalactic Cascades from the direction of the Highest Energetic Cosmic Ray Events with the HEGRA Scintillator Array
HEGRA闪烁体阵列的数据已被用来搜索的空间各向异性的宇宙射线的到达方向超过20 TeV。本文介绍了从银道面和古尔德带寻找TeV γ射线辐射的结果。此外，TeV的伽马射线发射与宇宙射线的能量远远超过Greizen-Zatsepin-Kuzmin截止的到达方向相关的搜索已经完成。这种相关性可以预期从足够高的能量核诱导电磁级联的弥漫星系际背景辐射，最终产生TeV的光子。有趣的是，能量最高的事件的方向产生最高的超额，机会概率为1.8%。
1999-09-07 astro-ph
The Highest Energy Emission Detected by EGRET from Blazars
公布的EGRET光谱从耀变体延伸到10 GeV，但EGRET已经检测到大约2000个伽马射线超过10 GeV，其中大约一半是在银河系高纬度。我们报告了这些高能量的伽马射线与EGRET和TeV检测到的耀变体的关联搜索。由于EGRET的点扩散函数随着能量的增加而提高，预计只有~2个伽马射线与搜索的80个blazar在位置上重合，但观察到了23个伽马射线。由于地面TeV观测站的灵敏度提高和能量阈值降低，这种> 10 GeV源的收集应该特别令人感兴趣。其中一颗耀变体RGB 0509 +056是EGRET从任何耀变体中探测到的最高能量的伽马射线，能量为2 > 40 GeV，是一颗BL Lac型耀变体，红移未知。
2001-07-03 astro-ph
TOPOLOGICAL DEFECTS AND HIGHEST ENERGY COSMIC AND GAMMA RAYS
在本文中，我们审查的假设，相当一部分的宇宙线流量观察以上有关$10^{19}\eV$可能产生的衰变或湮灭拓扑缺陷留下的相变在大统一能量标度（$\approx10^{16}\GeV$）的早期宇宙。宇宙射线产生缺陷模型的可能签名进行了讨论，可以在不久的将来进行实验测试。因此，我们专注于模型独立的预测粒子通量的普遍光谱特性。
1995-03-02 astro-ph
Effect of nearby supernova remnants on local Cosmic-Rays
详细研究了不同粒子释放时间对银河系$10^{15}eV$以下宇宙线（CR）谱的影响。我们讨论了粒子注入的不同可能形式，如突发状注入，连续注入有限的时间，注入从一个固定的源和能量依赖注入。当应用到附近的已知超新星遗迹，我们发现，所观察到的CR各向异性数据有利于爆发状粒子注入模型的CR扩散系数$D(E)\propto E^a$与$a=0.3-0.6$在本地区域。在研究中，我们还发现，如果观测到的各向异性是附近源的影响的结果，则源G114.3+0.3和Monogem的贡献占主导地位。进一步的研究表明，我们不应该忽视未探测到的老源对局部CR各向异性的贡献。
2007-04-13 astro-ph
Identification of Nearby Active Galaxies as Sources of Cosmic Rays Above 4x10^19 ev
分析了AGASA、Yakutsk和Haverah Park阵列探测到的63个能量为4 10^19<E<=3 10^20 eV的大范围空气簇射的到达方向，以确定具有这些能量的宇宙射线的可能来源。我们搜索的活动星系核的误差框周围的双到达方向，并计算的概率的对象是在误差框的机会。我们在1996-2001年得到的结果得到了证实：对于红移z<0.01的Seyfert星系，概率很小，P>3 sigma（sigma是高斯分布的参数）。塞弗特星系的特征是中等亮度（L<10^46 erg/s）和微弱的射电和X射线辐射。Astronomical and Astrophysical Transactions，2003，v.22，#6，pp.（待定）
2003-10-18 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
Implications of a Possible Clustering of Highest Energy Cosmic Rays
最近，有报道称，在超银道面附近，观测到的能量在40 EeV（4 × 10^19 eV）以上的高能宇宙射线可能成对聚集。我们表明，这种效应的确认将提供这些事件的起源和性质的信息，并在带电的原色的情况下，意味着有趣的河外磁场的约束。观察到的时间相关性很可能排除这些事件与宇宙学伽马射线暴的联系。如果找不到像射电镓这样的重要天体物理学来源候选者，那么涉及新基础物理学的机制的存在将是有利的。
1996-05-25 astro-ph
Exponential Growth of Distance between Nearby Rays due to Multiple Gravitational Scatterings
本文给出了引力透镜效应引起的高红移天体角测量的相对误差的估计。Gunn（1967）的结论是，星系的引力散射导致了在$z=1$观测天体时的百分之几的相对误差。这种估计被认为是观测宇宙学中角度测量精度的基本限制。在多次重力散射中，单射线的弯曲角通过随机的做功过程而增长。Gunn（1967）假设邻近射线的差异也通过随机游走过程增长。然而，邻近光子之间的距离呈指数增长，因为这两条射线受到同一散射物体的相干散射。只要散射是相干的，这种指数增长就会持续下去。在单个星系散射的情况下，指数增长一直持续到角距离达到弧分左右。在星系密度参数为0.2的情况下，由于指数增长，角测量在角分下的相对误差在$z=1$处为$\sim 30\%$，在$z=3$处超过$100\%$。星系团或超星系团的影响更难以准确估计，但可能是重要的。在超星系团的情况下，角度测量可能会受到几度的影响。
1994-09-27 astro-ph
Origin and physics of the highest energy cosmic rays: What can we learn from Radio Astronomy?
在这一讲中，我们将涉及两个方面，一是观测高能粒子效应的新射电方法，二是射电星系在帮助我们理解高能宇宙射线方面所起的作用。我们将在这里集中讨论第二个主题，并回顾第一个主题的最新发展。另一个途径是对进入地球大气层的高能宇宙射线粒子产生的地球同步辐射进行无线电测量，以及对来自月球相互作用的切伦科夫无线电辐射进行无线电测量;对南极洲地平线上冰的相互作用进行无线电观测是一种相关的尝试。射电星系热点是产生最高能量的宇宙射线的主要候选者，以及几乎所有观测到的黑洞发出的相对论喷流中相应的冲击波。我们将回顾论证和验证随后的预测的方法。这涉及到确定活跃源的可靠样本，如黑洞和活跃于恒星形成的星系。俄歇阵列可能会在未来几年内决定，最高能量的宇宙射线来自哪里，因此框架下的任务，非常高的能量中微子和其他粒子。
2007-02-06 astro-ph
The origin of the highest energy cosmic rays Do all roads lead back to Virgo?
引入一个简单的银河系风模型后，太阳风，我们表明，回溯最高能量的宇宙事件的轨道表明，它们可能都来自室女星系团，所以可能来自活跃的射电星系M87。这证实了一个长期存在的预测，以及M87射电星系喷流发射的理论模型。有了这张照片，一个明确的预期是，那些强大的射电星系，如3C 147，其相对论性喷流卡在宿主星系的星际介质中，将限制任何新类型粒子的产生，这是粒子物理学中标准模型的某些扩展所期望的。
1999-11-08 astro-ph
On the Origin of Highest Energy Cosmic Rays
在本文中，我们表明，传统的扩散激波加速机制的宇宙射线相关的相对论天体物理冲击活动星系核（AGN）的最高能量的宇宙射线事件的解释有严重的困难。我们发现，在$2\times10^{20}\eV$附近以上的质子可能是在活动星系核或离$100\Mpc$不远的富星系团中由这种机制产生的。然而，对于最高能量的蝇眼和雅库茨克事件，这与观测到的到达方向不一致。银河系和星系间的磁场似乎无法改变这些高能粒子的方向超过几度。我们还讨论了这些事件与相对论粒子，包括脉冲星加速高$Z$核的其他选择。在目前的知识阶段，早期宇宙遗留下来的拓扑缺陷的概念作为这些事件的来源似乎是一个有希望的选择。这些来源进行了讨论，并提出了可能的测试这一假设。
1994-03-17 astro-ph
Longevity and Highest-Energy Cosmic Rays
有人提出，最高能量的$\sim 10^{20}$ eV宇宙射线原色是质子，从典型的$\sim 100$ Mpc传播的长寿祖先的衰变产物。这种情况可能发生在SU（15）大统一和某些前子模型中，但更普遍;如果是真的，这些不寻常的宇宙射线为新物理学提供了一个窗口。
1997-09-10 astro-ph hep-ph
Origin of the highest energy cosmic rays observed
引入一个简单的银河系风模型后，太阳风，我们表明，回溯最高能量的宇宙事件的轨道表明，它们可能都来自室女星系团，所以可能来自活跃的射电星系M87。这证实了长期以来的期望。那些强大的射电星系，它们的相对论性喷流卡在宿主星系的星际介质中，如3C 147，将使我们能够推导出任何新粒子产生的极限，这是粒子物理学中标准模型的某些扩展所期望的。来自HIRES的新数据将是测试这里提出的模型的关键。
2000-08-03 astro-ph
Chandra Detection of Highest Redshift (z~6) Quasars in X-rays
本文报道了三个类星体SDSSP J 083643 +005453、SDSSP J103027+052455和SDSSP J130608+035626的Chandra观测结果，它们的红移分别为5.82、6.28和5.99。所有这三个源都清楚地检测到在X射线波段，高达~55 keV的静止帧能量。这些观测结果表明，钱德拉探测器在相对较短的曝光时间（5.7- 8.2千秒）内探测微弱光源的灵敏度是前所未有的。这些最高红移类星体的宽波段X射线特性似乎与它们的低红移表亲没有任何不同。光谱的来源无法确定只有少数计数检测。使用XMM-牛顿的观测将能够限制光谱形状，如果它们很简单的话。然而，在合理的时间内确定复杂的光谱，将不得不等待下一代X射线任务。
2002-02-11 astro-ph
A Constraint on Electromagnetic Acceleration of Highest Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线（UHECR）电磁加速的能量学受到粒子在加速场内的约束和粒子在约束磁场中的辐射能量损失的约束。我们证明了~ 3 x 10^{20} eV事件的探测与具有高磁场的紧凑宇宙加速器可能是UHECR源的假设不一致。这排除了最流行的候选者，即旋转的中子星，活动星系核（AGN）和伽马射线暴冲击波。星系团和活动星系核射电瓣仍然是UHECR加速场唯一可能的候选者（尽管不是很强）。我们的分析对直线加速器没有限制。利用未来俄歇实验的数据，人们应该能够回答传统理论是否有效，或者需要一些新的物理学来解释UHECR的起源。
2003-03-12 astro-ph
X-Rays from the Nearby Solitary Millisecond Pulsar PSR J0030+0451 - the Final ROSAT Observations
我们报告的X射线观测孤立的4.8毫秒脉冲星PSR J 0030 +0451。该脉冲星是ROSAT PSPC在1998年12月观测到的最后几个目标之一。X射线脉冲在$4.5σ$水平上被探测到，并使源成为X射线域中探测到的$11^{th}$毫秒脉冲星。发现脉冲分数为$69\pm18%$。X射线脉冲轮廓的特征在于由两个窄峰，其匹配在1.4 GHz下观察到的总脉冲轮廓。假设一个类克拉布光谱，X射线通量在$f_x= 2-3\times 10^{-13}$ erg s $^{-1}$ cm $^{-2} $（$0.1-2.4$ keV）的范围内，这意味着X射线效率为$L_x/\dot{E}\sim 0.5-5 \times 10^{-3} (d/0.23 {kpc})^2$。
2000-09-07 astro-ph
Physical conditions in nearby active galaxies correlated with ultra-high-energy cosmic rays detected by the Pierre Auger Observatory
我们分析了2007年皮埃尔·俄歇合作组织（Pierre Auger Collaboration）报告的活动星系相关性。如果使用相关函数方法（计算所有“源-事件”对，而不仅仅是“最近邻”），则信号减小，这表明相关性可能揭示单个源，而不是它们的总体。我们分析了现有的数据在这些个别相关的源的物理条件，并得出结论，质子的加速到所观察到的能量是几乎不可能在这些星系中的任何一个，而较重的核将被银河系磁场偏转，从而破坏了相关性。我们的结果质疑俄歇解释的各向异性信号，但不矛盾，其解释与中等质量的核加速在Cen A。
2010-03-29 astro-ph
Neutrinos and the Highest Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线（UHECR）的能量超过$10^20$ eV，它的观测仍然是现代天体物理学的一个难题。即使在最强大的宇宙加速器如AGN、GRB或FR-II射电星系瓣中，也很难实现超过16焦耳的能量转移到微观粒子上。由于质子、原子核或光子的相互作用长度小于10 Mpc，潜在的源也必须位于地球的100 Mpc以内。然而，没有观察到这些来源的明显对应物。因此，呼吁新的物理学，如拓扑缺陷相互作用或超大质量遗迹粒子衰变是非常诱人的，但这样的对象尚未被证明存在。由于UHECR的通量非常低，只有非常大的专门实验，如俄歇天文台，才能对这些宇宙射线的起源有所了解。在这一探索中，中微子如果能被探测到，将是了解源的性质的宝贵信使。
2000-09-26 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
Ultra High Energy Cosmic Rays: the present position and the need for mass composition measurements
本文简要评述了超高能宇宙射线实验数据的现状。虽然对能谱形状的详细知识仍然缺乏，但很明显，10^20 eV以上的事件确实存在。一些最高能量事件的方向聚集的证据仍然存在争议。显然，需要更多的数据，这些数据将在未来几年内来自皮埃尔俄歇天文台的南部分支。很明显，我们对宇宙射线的质量组成的了解，在能量超过10 ^18 eV的所有地方都是不足的。如果我们要发现最高能量的宇宙射线的起源，它必须得到改进。这篇论文的主要部分是关于这个问题的：有人认为，没有令人信服的证据支持最高能量的宇宙射线是质子的普遍假设。
2003-12-18 astro-ph
Ultra-High Energy Cosmic Rays Detected by the Pierre Auger Observatory: First Direct Evidence, and its Implications, that a Subset Originate in Nearby Radiogalaxies
截至2007年8月31日，Pierre Auger合作组织已经报告了27个能量超过56 EeV的超高能宇宙射线事件（UHECR），并且确定了到达方向。他们发现到达方向不是各向同性的，而是与附近活动星系核的位置相关。我们的目的是通过比较这些UHECR的到达方向与更全面的源目录来确定它们的来源。皮埃尔俄歇天文台探测到的27个能量> 56 EeV的UHECR中，有4个（8个）的到达方向与附近射电星系的扩展（> 180 kpc）射电结构或具有扩展射电结构的BLLac的1.5度（3.5度）之内。相反，所有十个最近的扩展射电星系中有三个（六个）的射电结构在UHECR的1.5度（3.5度）以内;其余四个射电星系中有三个在曝光时间较短的方向。在99.9%的水平上，附近的扩展放射性核素和UHECR子集之间的这种相关性是显著的。这是第一个直接的观测证据，表明射电星系是UHECR的重要来源。对于其余约20个UHECR，在高度显著性下不能排除各向同性分布。俄歇协作组发现的27个UHECR与Veron-Cetty & Veron星表中D <71 Mpc的活动星系核之间的相关性，当只考虑到~20个UHECR与附近的扩展射电星系核不“匹配”时，其显著性要低得多。在UHECRs和超新星、超新星遗迹、附近的星系或附近的星系群和星系团之间没有发现任何相关性。因此，皮埃尔·俄歇天文台的UHECR探测和以前的实验之间的主…
2008-06-19 astro-ph
Revisiting the effect of nearby supernova remnants on local cosmic rays
在早期的论文中，研究了附近已知超新星遗迹（SNRs）对局部宇宙射线（CR）的影响，考虑了粒子注入时间的不同可能形式。目前的工作是以前的工作的延续，但假设一个更现实的模型CR在银河系中的传播。以前的工作假设了一个无界的三维扩散区域，而目前的一个考虑了一个平面圆柱盘在径向和垂直方向上的边界。研究发现，只要$H\gtrsim 2kpc$，垂直晕边界$H$对观测到的CR各向异性的局部SNR贡献的影响可以忽略不计。考虑到不同作者得到的晕高度$H\gtrsim 2kpc$的值，本文的工作表明，在不需要太多关于$H$的信息的情况下，可以利用更简单的三维无界解来研究局部源对CR各向异性的影响。最后，本工作讨论了解释的可能性，通过一个单一的主导源与适当选择的源参数膝盖以下的各向异性，并声称该源可能是一个\textit{undetected}老SNR的特征年龄为$\sim 1.5\times 10^5 yr$位于距离$\sim 0.57 kpc$从太阳。
2007-06-18 astro-ph
Acceleration and Interaction of Ultra High Energy Cosmic Rays
在这一章中，我将对冲击波加速作一个概述，包括讨论可能的最大能量和截止附近的光谱形状，高能宇宙射线与背景辐射的相互作用及其传播，以及由此产生的电子-光子级联。最高能量宇宙射线的可能来源进行了讨论，包括活动星系，伽马射线暴和拓扑缺陷。我认为，虽然最高能量的宇宙射线的起源仍然是不确定的，它是没有必要调用奇异的模型，如发射拓扑缺陷来解释现有的数据。看来，在Fanaroff-Riley II类射电星系的激波加速可以解释现有的数据。然而，在我们确定自然界中最高能量粒子的来源之前，必须有新的宇宙射线数据以及对河外辐射场和磁场的更好估计。
1998-12-03 astro-ph
Highest-energy cosmic rays from Fermi-degenerate relic neutrinos consistent with Super-Kamiokande results
质量为0.07（+0.02/-0.04）eV的遗迹中微子，在与超级神冈数据一致的范围内，可以解释能量超过Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止的宇宙射线。以这种方式产生的超高能宇宙射线的光谱具有一些独特的特征，可能有助于确定它们的起源。我们的机制并不需要，但符合中微子密度高到足以成为一种新的热暗物质。
1999-05-17 astro-ph hep-ph
Comment on "On the Origin of the Highest Energy Cosmic Rays"
结果表明，能量在10 ^20 eV以上的重宇宙线核的光致蜕变主要是与来自宇宙微波背景辐射的光子相互作用，而不是与来自红外辐射的光子相互作用。这意味着观测到的能量为2-3 10^20 eV的空气簇射事件不可能起源于来自10 Mpc以上距离的Fe核
1998-06-18 astro-ph hep-ph
High-Energy Neutrinos from Cosmic Rays
我们介绍中微子天文学的观测事实，自然加速质子和光子的能量分别超过10^{20}和10^{13} eV。虽然宇宙射线的发现可以追溯到近一个世纪以前，但我们不知道它们是如何以及在哪里被加速的。我们回顾了事实以及对来源的猜测。在这些伽马射线暴和活动星系代表动机良好的猜测，因为它们也是最高能量的伽玛射线源，观测到的发射高达20 TeV，可能更高。我们讨论了为什么宇宙加速器也被认为是产生与最高能量宇宙射线相关的高能中微子束的宇宙束场。宇宙线源可以通过多种机制产生能量从MeV到EeV的中微子。重要的结论是，无论源的具体蓝图如何，都需要一个更大规模的中微子观测站来探测与最高能量的宇宙射线和伽马射线相关的中微子束。这种仪器的调试技术是存在的。
2002-06-17 astro-ph
Nearby quasar remnants and ultra-high energy cosmic rays
正如最近提出的那样，附近的类星体残骸可能是基于黑洞的紧凑发电机的所在地，这些发电机可能能够加速超高能宇宙射线（UHECR）。在这样的模型中，UHECR将起源于附近死亡类星体的核，在这些类星体中，假定的潜在超大质量黑洞被适当地旋转起来。基于星系的光学光度，形态类型，和红移，我们已经编制了一个小样本的附近物体选择高亮度，膨胀为主的星系，可能是类星体的残骸。然后，这些星系的天空坐标与能量为$> 40$ EeV的宇宙射线的到达方向相关联。在我们的数据中出现了明显的相关性。当考虑到通常假设的IGM或银河系磁场在带电粒子轨迹上引起的偏转时，这种相关性出现在比预期的更近的角尺度上。可能产生这种效果的情况进行了讨论，是类星体遗迹候选人的天体物理学。我们建议，类星体的残余物也考虑到在即将到来的详细搜索的相关性使用的数据从俄歇天文台。
2002-05-09 astro-ph hep-ph
Clustering in Highest Energy Cosmic Rays: Physics or Statistics?
在宇宙射线观测中，由于随机分布在天空中的源的纯粹统计波动，可以预期定向聚类。我们开发了一种分析方法来估计随机集群配置的概率，并使用这些结果来研究HiRes，Auger，望远镜阵列和EUSO/OWL/AirWatch设施的强大潜力，以决定是否有任何观察到的集群是最有可能由于非随机源。
2000-09-22 astro-ph hep-ph
Evidence of TeV gamma-ray emission from the nearby starburst galaxy NGC 253
TeV伽马射线最近从附近的正常螺旋星系NGC 253中检测到（Itoh等人，2002年）。在2000年和2001年进行了为期$\sim$ 150小时的观测，以探测由NGC 253方向的伽马射线引发的切伦科夫光图像。伽马射线类事件中的图像的方向与点源的发射不一致，发射区域对应于半径大于10千秒差距的大小。这里，给出了分析过程和技术的详细描述。
2003-04-16 astro-ph
Upper limit on the photon fraction in highest-energy cosmic rays from AGASA data
本文提出了一种从小数据集的空气簇射中导出光子原色上限的新方法，该方法考虑了簇射性质随初始能量和到达方向的变化。将这种方法应用于AGASA实验记录的最高能量簇射，对于1.25 * 10^20 eV以上的初级能量，在90%（95%）的置信水平下，光子分数的上限为51%（67%）。对GZK截止能量以上光子分数的新限制限制了最高能量宇宙射线起源的Z-爆发模型。
2005-09-15 astro-ph hep-ph
The Origin of the Highest Energy Cosmic Rays
与预期相反，已经观测到了几个能量超过$10^{20}$ eV的宇宙射线事件。由于河外宇宙射线质子在宇宙微波背景外产生π介子（通过$Δ$共振），这些事件的通量远高于预测的Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止值。除了相对高通量的事件，各向同性分布的到达方向和指示强子原色强烈挑战所有模型提出解决这个难题。基于天体物理加速器的模型需要激发具有特定性质的强银河系和河外磁场，这些性质尚待观察，而基于粒子物理学标准模型之外的物理学的模型通常预测光子原色，与实验指示相反。这个难题的解决方案等待着在这些能量下的数据的显着增加，这些数据将由未来的实验提供。
2001-02-05 astro-ph
Highest Energy Cosmic Rays, Grand Unified Theories, and the Diffuse Gamma-Ray Background
我们探讨的情况下，最高能量的宇宙射线（HECR）产生的新粒子物理大统一尺度附近。使用详细的数值模拟河外宇宙和伽马射线传播，我们显示了一个重要的参数空间的存在，这种情况下是一致的所有观测约束。在大约10 EeV [10**（19）eV]的宇宙射线总通量中，伽马射线的平均份额约为10%，这意味着HECR的非加速起源和小于约10**（-11）G的大规模河外磁场。拟议中的超高能宇宙射线观测站应该能够测试这种特征。
1996-10-30 astro-ph hep-ph
On the Origin of the Highest Energy Cosmic Rays
本文给出了高能宇宙线（UHCR）核在星系际空间中光致蜕变和传播的新估计。UHCR核的光致衰变和能量损失的关键相互作用发生在红外背景辐射（IBR）的光子。我们已经重新研究了这个问题，利用一个新的确定的IBR的经验数据的基础上，主要是从IRAS星系，也从TeV的伽马射线观测附近的两个BL湖对象的附带信息。我们的结果表明，200 EeV的Fe核可以传播apx。100 Mpc通过IBR。我们认为，观测到的最高能量的宇宙射线可能是重核。
1997-10-30 astro-ph hep-ph
Are High Energy Cosmic Rays Magnetic Monopoles?
我们认为磁单极子不能像最近建议的那样与最高能量的宇宙射线相联系。观测到的频谱和到达方向都与观测不一致。
1997-09-15 astro-ph
