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
The Large-scale J=3-2 and J=2-1 CO Emission from M17 and its Implications for Extragalactic CO Observations
我们观察了分子云M17在12 CO和13 CO J=3-2和J=2-1跃迁中的10 x20 pc区域,以确定它们的全局行为,并评估使用在整个云上积分的CO线强度的比率来确定云内的物理条件的可靠性。12 CO/13 CO J=2-1和J=3-2谱线比与13 CO积分强度相关,在积分强度大的位置观察到较小的谱线比。这种相关性可能是由于M17内从一个位置到另一个位置的柱密度的变化。12 CO和13 CO(J=3-2/J=2-1)谱线比值在M17内没有明显的变化,即使在光子主导区的峰上也是如此。一个大的速度梯度分析的全球平均线比得到的结果在合理的协议,通过云,这表明,在分子云的典型物理条件下,可以确定使用CO线比集成在整个云的个别视线的结果。从银河系分子云核心到整个银河系分子云再到正常星系,12 CO/13 CO的J=2-1和J=3-2谱线比值有明显的增加趋势。对于正常星系的高线比,最可能的解释是低柱密度物质(如扩散分子云或巨型分子云的外层)对CO排放的重要贡献。
1999-01-11 astro-ph
Discovery of new faint radio emission on 8$\arcdeg$ to 3$\arcmin$ scales in the Coma field, and some Galactic and extragalactic implications
我们提出了一个深,8 $\degr$直径,0.4 GHz的无线电图像使用的第一时间组合的美国宇航局阿雷西博305米望远镜在波多黎各,和广角干涉仪在自治领射电天体物理观测站在彭蒂克顿,加拿大。我们的观测集中在北银河系极点附近的“长城”星系中的后发星系团。这两种仪器的互补性使我们能够产生无失真的图像,该图像对从8 $\degr$到长城距离100 Mpc处的单个星系晕的辐射敏感。新发现的分布式无线电“辉光”补丁远远高于检测极限。一个突出的这样的区域与后发座星系团附近的射电星系群相吻合,并表明星系际IGM磁场的范围在0.2到0.4 $μ$ G,尺度高达$\sim$ 4 Mpc。以前在这些高纬度地区没有在弧分尺度上探索过的其他弥散发射斑块可能包含银河系的“卷云”。在低水平漫射射电辉光和某些增强的光学星系表面密度之间发现了一个惊人的关系,表明宇宙大尺度结构(LSS),通常由重子(或暗)物质密度定义,是不是{ \it唯一}跟踪微弱的连续射电辉光。相反,星系际漫射同步辐射代表IGM磁场和宇宙射线能量密度,而不是物质密度。在高多极尺度上,大范围天空中弥漫的弧分级结构是CMB前景辐射的潜在重要探路者。
2007-04-25 astro-ph
The First Detections of the Extragalactic Background Light at 3000, 5500, and 8000A (III): Cosmological Implications
我们利用哈勃空间望远镜WFPC 2和地基光谱仪测量了可见光波段的河外背景光(EBL)。我们还计算了用于测量EBL和哈勃深场图像中单个星系计数的积分光。我们发现,标准的星系测光方法测量的星系中的流量一般被低估了约50%。此外,我们还发现在3000- 8000埃,单个星系的总通量比EBL小2 - 3倍。我们发现,相当一部分的EBL可能来自z<4的正常星系,这些星系由于K修正和宇宙学表面亮度变暗而无法检测到。这与最近在z<4的红移测量是一致的。在一些简单的模型的背景下,我们讨论的EBL上的亮度密度在z>1的演变的约束。根据我们的光学EBL和已发表的紫外和红外EBL测量结果,我们估计0.1- 1000微米范围内的总EBL为100+/-20 nW/m^2/sr.如果总EBL完全由恒星核合成产生,则我们估计通过恒星的重子总质量为Ω_* = 0.0062(+/- 0.0022)h^{-2},这对应于0.33+/-0.12 Ω_B,这是目前所青睐的重子密度值。如果总EBL中有7 h_{0.7} nW/m^2/sr来自中心黑洞的吸积,那么这个估计值大约要小7%。这个对欧米茄 * 的估计表明宇宙已经富集到总金属质量为0.21(+/-0.13)Z_sun欧米茄_B。我们的估计是一致的累积金属质量分数的恒星,恒星残骸,和集群内介质的星系团在本地宇宙的其他测量。
2001-12-07 astro-ph
Some Remarks on Extragalactic Globular Clusters
我评论(以评论的方式)在河外球状星团领域的几个选定的主题,重点是最近的工作。主题是:双峰的颜色分布的集群系统,年轻的大规模集群,和最明亮的老集群。球状星团的研究,也许比以往任何时候都更重要,导致重要的(至少对天文学家)进展和星系结构和形成的问题。
2005-12-21 astro-ph
The HST Key Project on the Extragalactic Distance Scale. XV. A Cepheid Distance to the Fornax Cluster and Its Implications
利用哈勃太空望远镜(HST),在天炉座星系团螺旋星系NGC 1365中发现了37个长周期造父变星。由此得到的V和I周期光度关系得出的真实距离模数为31.35 +/- 0.07等,相当于18.6 +/- 0.6 Mpc的距离。这种测量为估算哈勃常数提供了几条途径。(1)假设天炉座星系团整体的距离是这个值,则局部的哈勃常数为70 +/-18_{random} [+/-7]_{systematic} km/s/Mpc。(2)九个以造父变星为基础的星系群的距离,包括天炉座和室女星系团,得出Ho = 73(+/-16)_r [+/-7]_s km/s/Mpc。(3)用NGC 1365和六个邻近的旋涡星系重新校准I波段Tully-Fisher关系,并将其应用于100 Mpc的15个星系团,得到Ho = 76(+/-3)_r [+/-8]_s km/s/Mpc。(4)利用从天炉座到Abell 2147的一组广泛的星系团距离差模,得到Ho = 72(+/-)_r [+/-6]_s km/s/Mpc。最后,(5)假设天炉座中另外两颗Ia型超新星的距离为NGC 1365,并将它们加入SnIa刻度(校正光变曲线形状),得到Ho = 67(+/-6)_r [+/-7]_s km/s/Mpc,距离超过500 Mpc。所有这五个Ho测定值在其统计误差范围内一致。结合所有这些测定结果,得到的哈勃常数估计值为Ho…
1998-12-10 astro-ph
He~I Emission in the Orion Nebula and Implications for Primordial Helium Abundance
我们应用最近开发的理论模型的氦发射观测的猎户座星云和河外H II区域的样本。在猎户座分析中,我们消除了一些弱的和混合的线,并比较了理论和观测结果,以得到我们的简化线列表。利用我们的最佳理论模型,我们发现理论强度和观测强度之间的平均差为$<I_{predicted}/I_{observed}-1> = 6.5%$。我们认为,光谱的红色和蓝色两端可能都没有得到充分的红化校正。对于22个最高质量的品系,使用$3499 Å\leλ\le6678 Å$,我们的最佳模型预测观察值平均为3.8%。我们还对报告的观测误差进行了分析,并得出结论,它们被低估了。在河外分析中,我们证明了报告数据中存在大系统误差的可能性,并讨论了可能的原因。这个系统误差至少与几乎所有试图从这些观测结果计算原始氦丰度的尝试所产生的误差一样大。我们的猎户座分析表明,问题不在于理论模型。我们证明了相当的宽度和明显的氦丰度线从河外来源,这是最有可能是由于潜在的恒星吸收之间的相关性。最后,我们提出了适合于无碰撞的情况下,B He I发射率以及由于碰撞激发的亚稳$2s {}^{3}S$长期的相对贡献。
2006-11-17 astro-ph
The COBE Diffuse Infrared Background Experiment Search for the Cosmic Infrared Background: IV. Cosmological Implications
在本文中,我们研究了最近的DIRBE和FIRAS探测的河外背景光在125-5000微米之间的宇宙金属和恒星形成的历史上的宇宙学约束。
1998-06-09 astro-ph
Implications of Ultrahigh Energy Air Showers for Physics and Astrophysics
在地球大气层中产生巨大的广泛的空气簇射的初级高能粒子从两个角度提出了一个有趣的谜团:(1)这些粒子是如何产生的,具有如此惊人的能量,比最好的人造地球加速器产生的能量高出八个数量级?(2)既然它们最有可能起源于河外,那么它们如何从河外距离到达我们,而不会遭受与2.7 K热宇宙背景光子相互作用所带来的严重损失-所谓的GZK效应?这些问题的答案可能涉及到新的物理学:违反狭义相对论,大统一理论和量子引力理论涉及大额外维度。它们可能涉及新的天体物理学来源,“zevatrons”。或者一些迄今为止完全未知的物理学或天体物理学可能有答案。我将在这里讨论涉及高能宇宙射线的产生和河外传播的奥秘,并提出一些可能的解决方案。
2002-08-12 astro-ph hep-ph
Polarization shadows of extragalactic sources by the local magneto-ionic ISM
本文报道了NRAO VLA巡天(NVSS)中河外源在星际介质局部结构下的去极化现象。天空中偏振源的密度下降了2 - 4倍,在区域的角度尺度约。10度,意味着每个源平均去极化高达40%。其中一些偏振阴影与HII区域有关,但有三个与去偏振弥漫的银河系辐射区域有关。极化阴影的深度和H-α强度之间不存在相关性,这表明某些阴影与磁场中的结构有关。至少一些偏振阴影是由NVSS中的部分带宽去偏振引起的。或者,一些可能是由旋转测量中具有小尺度(< 1 arcsec)变化的区域引起的。
2007-05-18 astro-ph
Dark stars: Implications and constraints from cosmic reionization and extragalactic background radiation
由暗物质湮灭提供能量的暗星被认为是宇宙中最早的光源。据信这些恒星形成于低质量迷你晕的中央暗物质尖端。最近的计算表明,恒星质量可达\sim 1000太阳质量和/或有很长的寿命。因此,来自这些物体的紫外光子可能对宇宙再电离有重要贡献。在这里,我们表明,这样的暗星模型将需要一个有点人工再电离的历史,基于双再电离阶段和晚恒星爆发附近的红移$z\sim6$,为了满足WMAP约束的光学深度以及冈恩-彼得森约束在$z\sim6$。这表明,如果暗星在早期宇宙中很常见,那么预测一些类似于常规Pop. III恒星的紫外光子的模型是首选。这不包括进入主序星阶段的100个太阳质量的暗星,以及导致紫外光子数量大幅增加的其他模型。我们还推导出大规模的约束,以及轻暗物质候选人从所观察到的X射线,γ射线和中微子的背景,考虑暗物质配置文件已陡峭的暗恒星形成过程中。这增加了在高红移时的聚集因子,并导致早期宇宙中更高的暗物质湮灭率。我们还估计了暗恒星残余物中湮灭产物的潜在贡献,这可能为进一步约束此类模型提供了一条有前途的道路,但目前仍不确定。
2009-01-27 astro-ph hep-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
On The Origin of the Blue Tilt in Extragalactic Globular Cluster Systems
一些早型星系在较亮的贫金属球状星团(GC)中表现出颜色和积分星等之间的相关性。这种现象被称为蓝色倾斜,暗示了这些星系团之间的质量-金属丰度关系。在本文中,我们表明,自富集GC可以解释几个方面的蓝色倾斜,并讨论这种情况下的预测。
2008-08-13 astro-ph
Deep Extragalactic X-ray Surveys
在钱德拉X射线天文台和X射线多镜任务-牛顿所实现的观测进展的背景下,对宇宙X射线背景的深度调查进行了审查。深调查发现的源连同它们的红移和光度分布进行了描述,并在选择活动星系核(AGN)的有效性进行了评估。重点介绍了深空观测的一些关键结果,包括(1)活动星系核演化和超大质量黑洞生长的测量,(2)高红移活动星系核的人口学和物理学约束,(3)红外和亚毫米星系的X射线活动星系核含量,(4)遥远星暴和正常星系的X射线发射。最后,对深河外X射线测量中存在的问题和前景进行了展望。
2005-05-18 astro-ph
Extragalactic Jets: Reflections on the 2007 Alaska Conference
我回顾了2007年在阿拉斯加格德伍德举行的河外喷流会议上提出的一些重要和令人兴奋的最新进展,使用R.布兰福德在会议开始时。随着一系列新的天文台的成熟和模拟达到新的复杂水平,贯穿全文的是对未来几年喷气式飞机奇妙前景的思考。
2007-12-27 astro-ph
Extragalactic Planetary Nebulae: Observational Challenges & Future Prospects
河外行星状星云的研究是一个迅速发展的领域。强大的新仪器的出现,如PN光谱仪,导致了新的EPN发现雪崩内和星系之间。我们现在在附近星系及其局部环境的异质选择中有数千个EPN探测,使上个世纪的星系探测努力相形见绌。推动EPN研究和发现快速增长的关键科学动机是使用PNLF作为标准蜡烛,作为其宿主星系和暗物质的动力学示踪剂,以及作为星系演化的探测器。这是再加上PN的基本效用作为实验室的星云物理学和随之而来的比较与理论的人口差异,丰度变化和恒星形成的历史内和恒星系统之间通知恒星和星系演化。在这里,我们提出了一些紧迫的问题,讨论了一些观测挑战,并概述了这个令人兴奋的,相对较新的研究领域的一些未来前景,因为我们努力去更暗,图像更精细,看得更远,调查速度比以往任何时候都快,波长范围更广
2004-12-08 astro-ph
A statistical detection of gamma-ray emission from galaxy clusters: implications for the gamma-ray background and structure formation
弥漫的河外高能伽马射线背景(EGRB)填充宇宙的起源仍然未知。这种河外辐射的光谱,由CGRO上的EGRET测量,在近四十年的能量范围内,从30 MeV到100 GeV,符合幂律。据估计,不超过四分之一的弥散伽马射线背景可能是由于未解决的点源。最近的研究表明,大部分的扩散背景可能源于上散射的CMB光子的相对论电子产生的冲击波在IGM在大尺度结构的形成。在这项工作中,我们搜索的伽马射线发射的证据与星系团交叉相关的高银河纬度EGRET数据与阿贝尔集群。我们的研究结果表明,一个可能的关联发射与集群在>3西格玛水平。对于447个最富(R>=2)的星系团的一个子集,平均表面亮度过剩为1.2x10^-6 ph cm^-2 s^-1 sr^-1(> 100 MeV),对应于典型的非热辐射光度L_{gamma} ~ 1x10^44 erg s^-1。外推该测量并假设没有进化,我们保守地估计约1-10的EGRB可能来自z<1的簇。对于这个星系团群体,预测的非热光度与我们的测量结果非常一致,这表明星系团在过去的10^9年里经历了质量吸积。如果正确的话,那么未来的伽马射线任务,如GLAST,应该能够直接探测到附近的星系团。
2002-07-19 astro-ph
Asymmetries in Powerful Extragalactic Radio Sources
本文综述了河外双叶射电源所表现出的一些显著的不对称性的背景和当前的观点,特别注意其中一些报道的相互关系。我们的目标是特别强调一些较少讨论的方面有关的无线电波瓣和热点的任何相对论光束的影响是温和的比那些强加在喷流。这些特征的各种属性,如它们的几何形状、强度、光谱和偏振,为射电星系和类星体的模型以及试图统一它们的理论提供了重要的基础。这些约束是尖锐的,通过利用与强大的射电源,包括巨大的莱曼α发射晕与他们相关的扩展的光学发射线区域的不对称性。我们认为,高度扩展磁盘的尘埃气体物质,这也可能是宇宙细丝的一部分,周围的宿主星系的射电源可能持有的关键,了解相关的无线电-光学不对称性,也许也是去极化不对称的双射电瓣。我们还讨论了在神秘的类星体3C 273,其整个无线电发射观察到的只有一个方面的核的极端类型的不对称性的性质和可能的影响。在这种情况下,理论上的情况下,生产的单面射流也简要叙述。从观测到的扩展射电喷流的片面性,即使在“弱头类星体”的线索,我们还提出了一个方案的后期演化阶段的双射电源。最后,我们列出的关键问题,有关射电源的不对称性,仍然需要最终的答案。(节录)
2004-10-13 astro-ph
Clues to Globular Cluster Evolution from Multiwavelength Observations of Extragalactic Systems
我们提出了一个研究的球状星团(GC)系统附近的椭圆星系和S0星系在各种波长的X射线到红外线。我们的分析表明,大约一半的低质量X射线双星(LMXB),即吸积中子星或黑洞系统的发光示踪剂,在集群。有一个令人惊讶的LMXB频率和GC的金属丰度之间的强相关性,与富金属GC托管的三倍多的LMXB的金属贫乏的,并没有令人信服的证据与GC年龄的相关性到目前为止。在一些星系中,LMXB的形成率随GC颜色而变化,甚至在典型的双峰星系团颜色分布的红色峰值内也是如此,这提供了一些迄今为止最有力的证据,表明在富含金属的GC峰值内存在金属丰度变化,正如在分层星系形成场景中所预期的那样。我们还注意到,任何对GC颜色分布中细微变化的分析都必须仔细考虑统计误差和系统误差。我们警告说,一些已发表的GC相关性,如明显的“蓝色倾斜”或质量金属丰度效应可能没有物理起源,可能是由系统性观测偏差引起的。
2007-10-16 astro-ph
Extragalactic Absorption of High Energy Gamma-Rays
高能伽马射线被星系际低能光子的成对产生吸收预计会在河外源的光谱中产生高能截止,这是红移的敏感函数。我们首先讨论了预期的吸收系数作为能量和红移的函数导出的Stecker和De Jager利用一个新的经验为基础的计算的星系际红外辐射场的光谱能量分布的Malkan和Stecker。然后,我们讨论的事实,新的数据上的高能量伽马射线源Mrk 501似乎显示星系间的吸收量预测。这个新的HEGRA数据的含义,如果他们被证实,是这个源的天体物理学意义重大,这意味着(1)有没有显着的内部吸收源,(2)发射的物理产生的能量超过20 TeV的幂律谱。作为星系际吸收的进一步测试,我们给出了PKS 2155-304的预测光谱,包括吸收。这个XBL的红移为0.12,是在0.3 TeV以上能量下观测到的最高红移源。在Salamon和Stecker的处理之后,我们还讨论了在更高的红移(达到$z=3$)下宇宙的伽马射线不透明度的确定。
1999-04-29 astro-ph hep-ph
Gravitational Waves from Extragalactic Inspiraling Binaries: Selection Effects and Expected Detection Rates
我们研究的选择效应,确定人口的吸气二进制紧凑对象(BCOs)是反映那些潜在的地面干涉仪,如LIGO。我们奠定了基础,工作的解释未来的观测条件的限制,对真正的人口,相应地,双星演化模型。为了确定银河系外人口的吸气双星,我们结合数据的距离和蓝色光度从星系目录与当前模型的银河系BCO质量分布模拟的物理分布的双星在附近的宇宙。我们使用Monte Carlo方法来确定的分数的二进制观测到的LIGO探测器从每个星系的BCO啁啾质量的函数。我们分别研究了光源距离、天空位置、探测时间和二进制啁啾质量对三个LIGO探测器探测效率和选择效应的影响。最后,我们讨论了预期GW检测附近的空间地理的影响,并将我们的研究结果与以前的研究进行了比较,这些研究假设了均匀的星系体积密度和固定的啁啾质量的二进制紧凑型物体。从这些考虑,实际的BCO inspiral观测或重大上限的合并率预计在不久的将来,地面干涉仪可以用来提高我们的知识的银河系双星inspiral率和约束模型的射电脉冲星的特性和双星演化通道导致中子星或黑洞双星。
2004-06-28 astro-ph gr-qc