The Origin of Present Day Cosmic Rays: Fresh SN Ejecta or Interstellar Medium Material ? II Physics of the SNR shock wave acceleration
假设宇宙射线中的难熔元素起源于尘埃颗粒,我们研究宇宙射线起源模型的可行性,其中大部分当今的宇宙射线被加速出新鲜的超新星喷出物材料之前,它与平均星际介质(ISM)混合。我们的结论是,到目前为止,已经提出的新的喷出物的情况下有严重的缺陷,并无法解释已知的属性,今天的宇宙射线。这些缺陷包括:(1)前向超新星遗迹(SNR)激波对ISM质量的一小部分喷射物进行了处理;(2)在孤立的SNR中,新鲜的喷射物颗粒很难到达前向激波,即使颗粒确实到达了前向激波,预期的溅射产额也很小,特别是在激波之前;(3)新鲜的喷射物物质不可能主导弥漫的超气泡中的宇宙射线产生;以及(4)在新喷出物模型中,宇宙射线难熔元素和挥发性元素的产生之间缺乏联系。我们的结论是,在旧的,晕星中观察到的金属丰度的近线性增加,不能意味着今天看到的宇宙射线的一个显着的部分来自新鲜的超新星喷出物。这一结论得到了对当今宇宙射线成分的分析的支持,如迈耶和埃里森,这卷。
1999-05-05 astro-ph
A New Model for the Thermal X-ray Composites and the Neutral Pion Decay Gamma-Rays from Supernova Remnants
最近的非热X射线和伽马射线观测,归因于电子发射过程,第一次给出了一个实验确认,电子被加速的SNR冲击能量高达10^{14} eV。我们没有直接的观测证实质子加速的SNR。不同的模型的γ发射信噪比预测不同的排放机制为主导。只有在质子-核子相互作用中产生的中性π介子衰变才能让我们看到CR核成分加速过程的内部。一个新的热X射线复合模型强烈地表明,SNR射电壳层内的热X射线峰告诉我们SNR激波的一部分进入了比壳层其它部分更致密的介质中。这使得TXCs有希望通过中性π衰变产生伽马射线。详细考虑SNR-云的相互作用,可以使预期的质子感应伽马射线通量从SNR增加至少一个数量级,这允许调整理论质子源伽马光度与观测到的通量至少对于几个SNR,甚至对于低密度(n=10-100 cm^{-3})云。
2001-05-08 astro-ph
Gamma-ray emission expected from Kepler's SNR
利用超新星遗迹中宇宙线加速的非线性动力学理论研究了开普勒超新星遗迹的信噪比特性,特别是预测了超新星遗迹的伽马射线谱。利用非热射电和X射线辐射谱的观测以及超新星爆发总能量E_sn的理论约束来约束该系统的天文和粒子加速参数。在假设开普勒超新星是Ia型超新星的情况下,我们根据观测到的信噪比大小和膨胀速度,确定了对于任意给定的爆炸能量E_sn和源距d,周围星际介质(ISM)的质量密度。这使得对预期的伽马射线通量进行预测成为可能。对期望距离范围的探索发现,对于一个典型的爆炸能量E_sn=10^51 erg,当距离d从3.4 kpc变化到7 kpc时,期望的TeV γ射线能流从2 × 10 ^{-11}到10^{-13} erg/(cm ^2 s)变化。在所有情况下,γ射线发射都是由核CR产生的π^0衰变γ射线主导的。因此,开普勒的信噪比代表了像H.E.S.S.这样的仪器的一个非常有希望的目标,坎加罗和玻璃。未探测到伽马射线意味着实际源距离大于7千秒差距。
2006-03-31 astro-ph
Search for TeV Gamma Rays from the SNR RXJ1713.7-3946
RXJ1713.7-3946壳型信噪比是ROSAT全天巡天发现的新信噪比。最近,ASCA卫星探测到来自残骸西北部的强烈非热X射线发射。这种同步加速器的X射线发射强烈地暗示了在残余物中存在能量高达数百TeV的电子。因此,这个SNR是一个很好的候选TeV伽马射线源,由于冲击加速的超相对论电子对宇宙微波背景辐射的逆康普顿散射,如SN 1006所示。本文报道了利用澳大利亚南部伍默拉的CANGAROO 3.8米望远镜对SNR RXJ1713.7-3946进行TeV γ射线观测的初步结果。
1999-06-04 astro-ph
On the gamma-ray spectra radiated by protons accelerated in SNR shocks near molecular clouds: The case of SNR RX J1713.7-3946
宇宙射线(CR)被认为在SNR中被加速。最有利的情况证明,主要的,强子CR组件是加速时,CR与致密气体,如分子云(MC)周围的SN冲击相互作用。在这里,提出了一个新的机制,光谱形成的部分电离气体附近的信噪比。使用非线性扩散冲击加速的分析模型,我们计算质子的光谱和估计所产生的$γ$射线发射时发生的SNR冲击接近MC。我们表明,频谱开发的突破TeV范围内,其GeV分量被抑制。对标准理论的这些修改是因为部分电离的MC气体的接近,以及粒子和阿尔芬波在气体中传播的物理学。新的光谱最近CANGAROO和HESS观测的SNR RX J1713.7-3946的可能应用进行了讨论。
2005-03-17 astro-ph
Discovery of TeV Gamma Rays from SN1006: Further Evidence for the SNR Origin of Cosmic Rays
本文报道了用CANGAROO 3.8米望远镜首次发现的超新星遗迹的TeV γ射线辐射。TeV γ射线是在与壳型超新星遗迹SN 1006(Ia型)东北(NE)边缘一致的天空位置和延伸处探测到的。SN 1006是最有可能成为扩展TeV伽马射线源的候选者,因为ASCA最近观察到了来自边缘的清晰同步加速器X射线发射(Koyama等人,1995),这是SNR中存在高达数百TeV的非常高能量电子的有力证据。在1996年和1997年的观测中,观测到的TeV伽马射线通量分别为$(2.4\pm 0.5(statistical) \pm 0.7(systematic)) \times 10^{-12}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$($\ge 3.0\pm 0.9$ TeV)和$ (4.6\pm 0.6 \pm 1.4) \times 10^{-12}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$($\ge 1.7\pm 0.5$ TeV)。此外,我们还设定了一个上限的TeV伽马射线发射从西南缘,估计为$ 1.1 \times 10^{-12}$厘米$^{-2}$ s $^{-1}$($\ge 1.7\pm 0.5$ TeV,95% CL)在1997年的数据。TeV的伽马射线可以归因于2.7 K宇宙背景光子,这些光子通过逆康普顿(IC)过程被能量高达约10 $^{14}$ eV的电子向上散射…
1998-01-28 astro-ph
A search for TeV gamma-ray emission from SNRs, pulsars and unidentified GeV sources in the Galactic plane in the longitude range between -2 deg and 85 deg
利用大气切伦科夫望远镜的HEGRA成像系统,对银河平面的四分之一(-2度< l < 85度)进行了点源和适度扩展源(直径<= 0.8度)的TeV伽马射线辐射调查。覆盖的区域包括86个已知的超新星(PSR),63个已知的超新星遗迹(SNR)和9个GeV源,占已知人口的很大一部分。没有发现TeV伽马辐射的证据,上限范围从0.15蟹状单位到几个蟹状单位,这取决于观测时间和天顶角。在选定的SNR和脉冲星子样本和GeV源的合奏和产生没有迹象表明从这些潜在的源的排放。信噪比人口的上限是在螃蟹流量的6.7%的水平和脉冲星合奏的螃蟹流量的3.6%的水平。
2002-09-18 astro-ph
Model for Synchrotron Emission from Shell Supernova Remnants in Nonuniform Interstellar Medium and Nonuniform Magnetic Field
对超新星遗迹的高能同步辐射(X射线和γ射线)进行建模是现代天文学和天体物理学的一项重要任务,因为它可能是最近从一些SNRs中观察到的非热X射线和TeV γ射线的原因。这种发射允许在SNR冲击和产生宇宙射线的粒子加速过程中进行观察。本文提出了非均匀星际介质和非均匀磁场中壳层信噪比同步辐射的模型。该模型是Reynolds和Chevalier为均匀介质和均匀磁场中的球形SNR开发的模型的推广。该模型将用于研究不同星际磁场配置下非球形信噪比的热和非热X射线图像和光谱。
2002-06-27 astro-ph
In which shell-type SNRs should we look for gamma-rays and neutrinos from p-p collisions?
我们提出了一个简单的分析模型的各种贡献的非热发射从壳型信噪比,并表明,该模型的结果再现以及以前的详细计算的结果。我们表明,\geq 1 TeV的伽马射线发射从壳型SNR RX J1713.7-3946和RX J0852.0-4622是由CMB光子(可能是红外环境光子)的逆康普顿散射加速电子占主导地位。π介子衰变(由于质子-质子碰撞)只占观测到的辐射通量的一小部分(\lesssim 10^-2),因为假设贡献更大,则意味着非热射电和X射线同步辐射以及热X射线韧致辐射远远超过观测到的射电和X射线通量。π衰变主导\geq 1 TeV通量的模型通过假设极低的电子加速效率K_ep \lesssim 10^-4(K_ep是给定能量下被加速的电子数与被加速的质子数之比)来避免隐含的过量同步辐射(但不是隐含的过量热X射线韧致辐射)。我们认为,对附近星系信噪比的观测结果表明K_ep \gtrsim 10^-3的下限,因此排除了K_ep值\lesssim 10^-4的可能性(假设信噪比具有共同的典型K_ep值)。这表明,与强的非热X射线发射相比,具有强的热X射线发射的SNR更适合于搜索质子-质子碰撞产生的伽马射线和中微子。特别是,它表明,从上述信噪比的中微子流量可能太低,无法检测到现有的和计划中的中微子天文台(摘要)。
2007-12-23 astro-ph
No evidence yet for hadronic TeV gamma-ray emission from SNR RX J1713.7-3946
最近使用CANGAROO II望远镜进行的TeV级伽马射线观测表明,RX J1713.7-3946的多波段光谱不能解释为同步加速器和相对论电子群发射的逆康普顿分量的复合物。有人认为,高能发射的光谱与π介子衰变预测的光谱很好地匹配,从而提供了观测证据,表明质子在SNR中被加速到至少TeV的能量。在这封信中,我们讨论了RX J1713.7-3946的多波段光谱的约束下,从密切相关的EGRET源3EG J1714-3857观测到的GeV尺度的发射要么与SNR或上限的SNR的伽马射线发射。我们发现Enomoto等人采用的π介子衰变模型与现有的GeV数据相矛盾。我们已经研究了修改后的质子谱来解释数据的可能性,并发现我们不能在任何现有的冲击加速模型的理论框架内这样做。
2002-06-25 astro-ph
Supernova remnants as cosmic ray accelerators. SNR IC 443
我们检验了康普顿伽马射线天文台EGRET仪器探测到的一些未知伽马射线源可能是由超新星遗迹(SNRs)引起的假说。如果是这样的话,伽马射线是通过由SNR冲击波加速的超相对论质子与星际介质的目标质子的直接非弹性碰撞产生和衰变的π介子产生的。我们建立了SNR IC 443的三维流体动力学模型,它可能是宇宙γ射线源2 EG J 0618 +2234。IC 443的参数:爆炸能量Eo =2.7 × 10^{50} erg,初始氢数密度n(0)=0.21 cm^{-3},平均半径R=9.6 pc,年龄t=4500 yr,导致γ射线通量过低,这主要是因为爆炸能量过低。因此,我们详细研究了IC 443与附近大质量分子云相互作用的流体动力学,并表明反向冲击波大大增加了相互作用区域的宇宙线密度。同时,SNR和云之间接触不连续的瑞利-泰勒不稳定性提供了包含宇宙线等离子体和云物质的有效混合。我们表明,由此产生的伽马射线通量是与观测数据相一致的。
1999-02-10 astro-ph
Electron acceleration in SNR and diffuse gamma-rays above 1 GeV
最近观测到的四个超新星遗迹(SNR)的X射线同步辐射,加强了宇宙线电子在SNR加速的证据。我们表明,如果确实是这种情况下,当地的电子光谱将强烈依赖于时间,至少在大约30 GeV以上。时间依赖性源于一定体积内和一定时间间隔内SNR数量的泊松波动。就宇宙射线电子而言,银河系看起来像活跃的起泡瑞士奶酪,而不是一个稳定的,均匀填充的系统。我们的发现有重要的影响,银河系弥漫伽马射线发射的研究,其中一个强大的超过模型预测超过1 GeV最近已被报道。虽然这些模型依赖于指数为2.4的电子注入光谱-选择适合本地电子通量高达1 TeV -我们表明,电子注入指数约为2.0将a)与预期的泊松波动在本地可观察到的电子光谱和b)解释上述伽马射线超过1 GeV。2附近的电子注入指数也将对应于单个SNR的平均射电同步加速器光谱。我们用三维传播程序计算了整个银河系的电子能谱,发现1GeV以上的轻子γ射线产生的经度和纬度分布与γ射线过剩的相应分布相一致。我们最后指出,我们的模型意味着一个强大的系统的不确定性,在确定河外伽玛射线背景的光谱。
1998-06-11 astro-ph
Very high energy gamma rays from the composite SNR G0.9+0.1
利用H.E.S.S.首次从复合超新星遗迹G0.9+0.1中探测到了非常高能量(> 100 GeV)的伽马射线辐射。仪器该源的有效性为13 sigma,200 GeV以上的光子通量为(5.7+/-0.7 stat +/-1.2 sys)* 10^-12 cm^-2 s^-1,是在TeV能量下探测到的最弱的源之一。光子光谱符合幂律(dN/dE \propto E^-Gamma),光子指数Gamma = 2.40 +/- 0.11 stat +/- 0.20 sys。伽马射线的发射似乎起源于残骸的plerionic核心,而不是壳层,可以解释为相对论电子的逆康普顿散射。
2005-01-13 astro-ph
Sub-mm/mm studies of the molecular gas in the Galactic disk; the TeV gamma ray SNR RXJ1713.7-3946 and the W28 high mass star forming region
星际分子云是伽马射线源,通过与宇宙射线质子相互作用,随后产生中性π介子,衰变为伽马射线。本文介绍了在12 CO J=2-1,4-3和7-6发射谱线上对TeV γ射线SNR RXJ1713.7-3946和W28区的NANTEN 2新观测。在RXJ1713.7-3946中,我们证实了速度约为-10 km/s的局部分子气体与SNR具有非常好的空间相关性。结果表明,在整个SNR范围内,X射线峰与分子气体有很好的相关性,并表明SNR与分子气体之间的相互作用通过包括磁场压缩在内的多种方式对宇宙线加速起着重要作用. CO J=4-3向C峰的分布显示出一个紧凑而致密的云核,其大小约为1 pc,以及一个宽翼。核心显示出显着的反相关与朱雀X射线图像,也与硬伽马射线与HESS观察。基于这些发现,我们提出了一个图片,峰C是一个分子团幸存下来的冲击波的SN和周围的高能电子发射的X射线。TeV的伽马射线分布,另一方面,更扩展到分子气体,支持强子起源的伽马射线生产。W28是通过比较NANTEN CO数据集和HESS伽马射线源发现的最杰出的恒星形成区之一,展示出TeV伽马射线。在W_(28)区,我们给出了CO_(J)=2-1的分布以及两个TeV γ射线峰的详细图象。其中一个显示出强烈的CO J=7-6发射,表明在这个高质量恒星形成核心的高激发条件。对产生伽马射线的详细机制的追求正在进行中。
2008-10-30 astro-ph
Propagation of gamma-rays in massive binary Cen X-3: Interaction of cascade gamma-rays with the massive star
本文研究了甚高能γ射线在大质量双星Cen X-3辐射场中的传播。VHE伽马射线或电子,由靠近大质量伴星表面的致密天体注入,形成逆康普顿对(ICS)级联。基于蒙特卡罗模拟,我们计算了Cen X-3系统中碰撞到有质量伴星表面的次级级联光子的比例。研究了落在大质量恒星表面的光子的分布。这些光子与恒星的大气相互作用,应该激发不同的伽马射线线(核,电子正电子湮没线)。我们估计这些伽马射线线可能被INTEGRAL望远镜探测到。
2001-02-14 astro-ph
New direction for gamma-rays
高能伽马射线暴的起源仍然是未知的。但是对伽马射线偏振的探测为驱动这些强大爆炸的机制提供了新的见解。
2003-05-22 astro-ph
Effect of energy losses and interactions during diffusive shock acceleration: applications to SNR, AGN and UHE Cosmic Rays
我讨论的形状所产生的扩散冲击加速粒子的频谱的高能量端的存在下(i)额外的扩散逃逸从加速器,(ii)连续的能量损失,(iii)能量变化所产生的相互作用。截止点附近的光谱形式对这些过程以及扩散系数和压缩比的动量依赖性很敏感,因此被加速粒子发射的任何辐射的光谱都可以反映加速区的物理条件。本文的结果可用于解释超新星遗迹(SNR)、活动星系核(AGN)和超高能宇宙射线加速源(UHE CR)等天体的光谱能量分布。除了极近的源之外,加速过程中UHE CR谱上的谱特征在传播过程中将被很大程度地侵蚀,但是在UHE CR与辐射相互作用中产生的UHE中微子的谱,无论是在宇宙线加速过程中还是随后通过宇宙微波背景辐射的传播过程中,包含足够的信息,以确定UHE CR在加速后的截止动量,以进行合理的假设。皮埃尔俄歇天文台对这些UHE中微子的观测可能有助于确定最高能量宇宙射线的来源。
2004-01-24 astro-ph
Genetic Connections of Anomalous X-ray Pulsars and Soft Gamma Repeaters with Supernova Remnants
异常X射线源(AXP)或软伽马射线重复源(SGR)与超新星遗迹(SNR)之间的遗传联系可以通过相关SNR的性质来提供这些物体性质的重要线索。我们共同检查各种标准,以评估可能的连接的可靠性。3个AXP和2个SGR最可能与SNRs遗传相关。距离和年龄进行了讨论,并指出其可能的范围。
2001-10-03 astro-ph
Method to extract the primary cosmic ray spectrum from very high energy gamma-ray data and its application to SNR RX J1713.7-3946
超新星遗迹很可能是银河系宇宙射线的加速器。假设这一假设的正确性,我们开发了一种方法来提取母宇宙射线谱从超新星遗迹(和其他伽马透明源)发出的VHE伽马射线通量。也就是说,我们计算半解析的(逆)运营商,涉及到一个任意的伽马射线通量的父宇宙射线谱,而不依赖于任何理论假设的宇宙射线和/或光子谱的形状。我们通过将其应用于H.E.S.S.观测到的年轻SNR RX J1713.7-3946来说明这种技术的使用。在过去的三年里,实验。该方法的具体实现允许使用参数化VHE伽马射线通量或直接使用原始数据作为输入。文中还讨论了探测宇宙射线谱特征的可能性和确定母宇宙射线谱的误差。
2008-01-04 astro-ph
Gamma-rays and cosmic-rays from a pulsar in Cygnus OB2
我们认为,在天鹅座OB2协会在GeV和TeV的能量范围内的方向观察到的伽马射线源是由于脉冲星,这是由超新星在几万年前创建的。10 ^18 eV处的过量宇宙射线也可能与这颗脉冲星的出现有关。
2003-07-10 astro-ph
VHE Gamma-ray supernova remnants
在过去几年中,越来越多的观测证据,特别是在X射线和伽马射线方面,支持这样一种观点,即超新星遗迹(SNRs)是银河系的粒子加速器,其能量接近宇宙射线能谱中的"膝盖“。本文综述了VHE γ射线观测信噪比的现状。壳型以及plerionic型信噪比的解决和前景,这两个源类的观测与即将到来的GLAST卫星在100兆电子伏以上的能量制度。
2007-01-16 astro-ph
An INTEGRAL/IBIS view of Young Galactic SNRs through the 44Ti gamma-ray lines
本文介绍了INTEGRAL/IBIS对Cas A、Tycho和Vela Junior超新星遗迹44 Ti谱线发射的初步观测结果。这种放射性原子核被认为只在超新星爆炸的第一阶段产生。它的寿命约为87年,是年轻SNR的最佳指标,例如GRO/COMPTEL和BeppoSAX在已知最年轻的银河SNR Cas A中检测到44 Ti。在本文中,我们将集中在这个SNR,我们确认检测44钛,并指出重要的是要知道的硬X射线连续体的性质,第谷SNR,其中没有任何迹象的44钛的报告,和船帆座少年,其中声称检测44钛与COMPTEL仍然是有争议的。INTEGRAL/IBIS观测对这些SNR的性质和爆炸期间发生的核合成带来了新的限制。
2006-02-14 astro-ph
Spectrum and Chemical Composition of CRs Accelerated in SNRs
用动力学方法研究了超新星遗迹中加速的宇宙射线的光谱和化学成分。宇宙线输运方程的玻姆扩散系数已数值求解自洽与气体动力学方程的底层流动。通过与观测结果的比较,我们发现银河宇宙射线是由超新星激波在相对低温的部分电离的星际介质中膨胀而产生的。
1997-06-20 astro-ph
Gamma-Rays from Grazing Incidence Cosmic Rays in the Earth's Atmosphere
掠入射超高能宇宙射线与地球大气的相互作用可能为利用γ射线卫星研究高能宇宙射线提供一种新的方法。研究发现,这些宇宙射线的相互作用可能会产生毫秒级的伽马射线,这些伽马射线可以被卫星探测到。瞬变伽马射线事件的极低伽马射线背景和大面积的相互作用,地球表面,使该计划似乎可行。对于10 ^20 eV以上的宇宙射线,探测相互作用的有效截面比地球上的探测技术高出两个数量级以上。这种方法最终可能提供一种有效的方法来探测宇宙射线能谱中事件稀少的区域。在本文中,提出了一个概念模型的基础上,这些掠入射遇到地球大气的伽马射线短脉冲的生产。
1994-04-13 astro-ph
Gamma-Rays from Large Scale Structure Formation and the Warm-Hot Intergalactic Medium: Cosmic Baryometry with Gamma-Rays
结果表明,逆康普顿伽马射线从电子加速在大尺度结构形成冲击可以受到至关重要的非引力效应,如辐射冷却和星系形成,与相应的不确定性的一个数量级的伽马射线源计数或河外背景的贡献。然而,这也意味着在不久的将来,这种伽马射线可能会为我们提供有关不同形式的宇宙重子的分数的有价值的信息,特别是宇宙中大多数重子被认为居住的温暖-热的星系际介质。我们解决这个问题,在一个简单的方式,通过半解析建模的结构形成冲击,自洽处理合并和吸积冲击。
2005-02-17 astro-ph
Hadronic Gamma Rays from Supernova Remnants
超新星遗迹(SNR)附近的气体云提供了一个pp碰撞的目标,导致随后的伽马射线发射通过中性π衰变。在预测信噪比甚高能γ射线辐射谱的模型中,通常假设加速粒子的环境谱指数接近-2。然而,如果气体云位于距离SNR冲击一定距离处,则该假设不一定正确。在这种情况下,与云相互作用的粒子是从激波泄漏的粒子,它们的光谱近似为单能,注入能量随着SNR的老化而逐渐减小。在GLAST能量范围内,粒子与气体云相互作用产生的伽马射线谱将比预期的要平坦,截止点由实验室坐标系中的π介子动量分布定义。我们评估从SNR冲击逃逸的粒子的通量,并将结果应用于HESS在银河系中心检测到的VHE漫发射。
2007-08-15 astro-ph
Gamma Rays from Ultra-High Energy Cosmic Rays in Cygnus A
在活动星系核喷流中被加速的超高能宇宙射线(UHECR)可以在强射电星系周围的高磁场、~100 kpc尺度的区域中聚集。光强子过程涉及UHECR和河外背景光的光子,产生超相对论电子和正电子,引发电磁级联,导致产生伽马射线同步加速器晕。我们计算的情况下,天鹅座A的晕发射,并表明,它应该是可检测的费米伽玛射线太空望远镜和地面的伽玛射线望远镜可能检测到的,如果射电星系的源UHECR。
2008-09-23 astro-ph
Absorption of High Energy Gamma Rays by Interactions with Extragalactic Starlight Photons at High Redshifts
我们延长早期的计算伽玛射线在其传播过程中所遭受的衰减从河外源,获得新的消光曲线的伽玛射线下降到10 GeV的能量,从源到z=3的红移。
1997-08-20 astro-ph
Gamma Rays frim the Galactic Centre
HESS伽马射线望远镜的最新结果表明,在银河系中心及其附近存在着~0.4 TeV以上的扩散、扩展、伽马射线通量和离散源。在这里,我们提出了一个可能的解释宇宙射线质子的扩散从一系列超新星遗迹(SNR)在银河系的SgrA* 区域加上SNR的贡献在银河系中心区域的其余部分,被称为银河系中心岭(GCR)。质子比电子更受青睐,因为该区域中的mG磁场会严重衰减高能电子。突出的特点是需要在整个区域中的质子的“异常扩散”,并在高密度区域中采用低效率的SNR加速。我们认为后者与银河系中众所周知的低“宇宙射线梯度”有关。一个佐证的特征是推断的宇宙射线强度与平滑后的5 GHz无线电辐射强度密切相关。我们将此归因于GCR中SNR的存在。
2007-05-16 astro-ph
High energy cosmic rays, gamma rays and neutrinos from AGN
本文评述了他自1985年以来提出的活动星系核发射高能宇宙射线、γ射线和中微子的模型。进一步讨论宇宙线能谱的膝能现象需要存在一个质量在膝能范围内的重粒子。提出了在皮埃尔俄歇计划中探测这种粒子的一种可能方法。还提出了活动星系核发射的中微子和γ射线的光谱之间的关系。这种关系可以通过高能中微子探测器,如ICECUBE,地中海探测器和可能的皮埃尔俄歇计划进行测试。
2008-02-03 astro-ph
Are two kinds of dark matter seen in Galactic gamma rays?
EGRET和WMAP观测到的1-100 GeV范围内的过量银河伽马射线被解释为暗物质(LSP)湮灭的信号。我们认为,过量的TeV伽马射线从银河系中心所观察到的H.E.S.S.表明它含有较重的暗物质成分,但残留物密度很小。
2005-01-10 astro-ph
Can Galactic Cosmic Rays Account for Solar 6Li Without Overproducing Gamma Rays?
宇宙射线与星际气体的相互作用产生了6Li,它在星际介质(ISM)中积累,以及$π^0$介子,它衰变为伽马射线,在整个宇宙中传播。因此,当地的6Li丰度和河外伽马射线有一个共同的起源,将它们紧密地联系在一起。我们利用这种连接使用伽马射线观测推断的标准银河宇宙射线(GCR)与ISM相互作用的贡献6Li核合成。我们的计算使用了仔细传播的宇宙射线谱,并考虑了从聚变反应($αα\to ^6Li$)以及从Spectrometer通道(${p,α+CNO \to ^6Li$)产生的6 Li。我们发现,虽然极端的假设产生一个一致的图片,更现实的是,太阳能6Li不能由标准GCR单独生产而不过度产生的强子伽马射线。讨论了衰变的暗物质和宇宙结构形成的宇宙射线对原始6 Li产生的影响。GLAST即将进行的伽马射线观测对于确定这一问题的解决方案至关重要。
2006-05-26 astro-ph
Anomalous X-ray pulsars and soft gamma-ray repeaters in supernova remnants
我认为,关于超新星遗迹(SNRs)与异常X射线源(AXP)和软伽马射线中继器(SGRs)的关联的发挥状态。这三个AXP/SNR关联是令人信服的,并且与AXP是年轻的低速中子星的说法一致。这三个SGR/SNR关联更可能是偶然叠加,并且依赖于SGR是高速(>1000 km/s)物体。这些结果意味着AXP演变成SGR,或者SGR和AXP代表不同的对象群体。
1999-11-10 astro-ph
Production of gamma-rays in blazars
本文结合最近的观测结果讨论了耀变体活动星系中γ射线产生理论的某些方面。
1997-11-17 astro-ph
Constraints on Cosmic-Ray Origin Theories from TeV Gamma-Ray Observations
如果超新星遗迹(SNRs)是宇宙射线加速的场所,那么相关的核相互作用应该会导致从最近的SNRs观测到TeV伽马射线的通量。惠普尔天文台的伽马射线望远镜已经对附近六个射电明亮的SNR进行了伽马射线通量的测量。没有检测到显著的排放,并报告了$>$ 300 GeV通量的上限。其中三个SNR(IC 443,γ-Cygni和W 44)在空间上与EGRET探测到的低纬度不明来源一致。这些上限削弱了冲击加速和能量相关传播的最简单模型的情况。
1997-06-13 astro-ph
Ultra-high energy cosmic rays, cascade gamma-rays, and high-energy neutrinos from gamma-ray bursts
伽马射线暴(GRB)是一种高能的、高度可变的伽玛射线源,是一种强大的粒子加速器。除了相对论性电子,伽玛暴还应该加速高能强子,其中一些可以逃脱冷却,产生超高能宇宙射线(UHECR)。如果能从伽玛暴中探测到高能强子在爆炸波中的加速作用,那么高能强子在爆炸波中的加速作用将被建立起来。对非热强子的能量和预期中微子的数量的限制是由在产生中微子的相同过程中启动的对光子级联的通量强加的。只有能量密度水平>~ 3e-4 erg/cm ^2的最强爆发才能为探测>> TeV的中微子提供现实的前景。如果伽玛射线暴冲击波具有大的重子载荷和多普勒因子<~ 200,则有可能探测到高能中微子。级联伽马射线将伴随着中微子的产生,并且可能已经在某些伽马射线暴的光谱中作为异常发射成分被检测到。展望伽玛暴在银河系中的检测也被认为是。
2006-06-26 astro-ph
Gamma Rays from Compact Objects
评述伽马射线天体物理学的一些最新发展,特别强调非热伽马射线源中相对论性体运动的作用、活动星系核喷流中的辐射过程、高能中微子天文学和使用能量范围为10 GeV - 50 TeV的伽马射线探测宇宙距离上的红外-紫外漫辐射场。
1995-12-22 astro-ph
On the spectrum of high-energy cosmic rays produced by supernova remnants in the presence of strong cosmic-ray streaming instability and wave dissipation
宇宙线流动不稳定性在SN激波的前兆中产生了强烈的磁流体动力学湍流。湍流的水平决定了由扩散激波加速机制加速的宇宙射线粒子的最大能量。目前的考虑继续我们的工作Ptuskin & Zirakashvili(2003)。假设Kolmogorov型非线性波相互作用和离子-中性粒子碰撞共同限制了随机磁场的振幅。因此,加速粒子的最大能量强烈地依赖于SNR的年龄。在绝热SNR演化过程中(Sedov阶段)注入星际介质的宇宙射线的平均谱在能量大于10-30 Gev/核子时近似为$Q(p)p^{2}\propto p^{-2}$,最大粒子能量接近于在$\sim4\times10^{15}$ eV处观测到的宇宙射线谱中的膝点位置。在SNR演化的早期阶段-Chevalier-Nadyozhin解描述的喷出物占主导地位的阶段,粒子被加速到更高的能量,并具有相当陡峭的幂律动量分布。这些结果表明,膝关节可能标志着从弹射为主的绝热演化的SNR冲击加速宇宙射线。
2004-08-02 astro-ph
Evidence for TeV gamma-ray emission from the shell type SNR RXJ1713.7-3946
本文报道了对壳型SNR RXJ1713.7-3946(G347.3-0.5)的TeV γ射线观测结果。从残骸西北部发现的强烈非热X射线发射强烈表明残骸中存在能量高达100 TeV的电子,使SNR成为一个很好的候选TeV伽马射线源。1998年5月至8月,我们用CANGAROO 3.8m大气成像切伦科夫望远镜对RXJ 1713.7 -3946进行了观测,获得了来自遗迹西北边缘的TeV γ射线辐射的证据,其显著性为5.6 sigma。观测到的来自西北边缘区域的TeV伽马射线通量估计为(5.3 +/- 0.9[统计] +/- 1.6[系统])* 10^{-12}光子cm^{-2} s^{-1},能量>= 1.8 +/- 0.9 TeV。数据表明,发射区比我们望远镜的点扩散函数要宽得多。发射的程度与ASCA观察到的硬X射线一致。这种TeV的伽马射线辐射可以归因于激波加速的超相对论电子对宇宙微波背景辐射的逆康普顿散射。在这个假设下,我们从观测中推断出遗迹的磁场相当低,为11微高斯。
2000-01-05 astro-ph
Discovery of Very-High-Energy Gamma-Rays from the Galactic Centre Ridge
银河系宇宙射线(能量高达10^15 eV)的起源仍然不清楚,尽管人们普遍认为它们起源于膨胀的超新星遗迹的冲击波。目前,研究宇宙射线加速和传播的最佳方法是观测宇宙射线与星际气体相互作用时产生的伽马射线。在这里,我们报告的非常高的能量(VHE,>100 GeV)的伽马射线辐射的扩展区域的观测空间相关的一个复杂的巨大的分子云在中央200 pc的银河系。伽马射线光谱的硬度和这些分子云中的条件表明,产生伽马射线的宇宙射线很可能是质子和原子核,而不是电子。与宇宙射线相关的能量可能来自大约1万年前的一次超新星爆炸。
2006-03-01 astro-ph
Guiding the Way to Gamma-Ray Sources: X-ray Studies of Supernova Remnants
超新星遗迹长期以来一直被认为是一种潜在的对应于未识别的伽马射线源的物质。这种伽马射线产生的机制可能包括与残骸相关的脉冲星发射,或者与SNR冲击加速的高能粒子相关的各种过程。X射线波段的成像和光谱观测可以用来识别导致伽马射线发射的残留物的性质,包括脉冲星驱动的星云的存在,SNR壳层的非热X射线发射,以及SNR与周围致密物质的相互作用。
2001-04-21 astro-ph
Likelihood Analysis of sub-TeV Gamma-rays from RXJ1713-39
我们用一种新的分析方法:似然分析法,在400 GeV到5 TeV的能量范围内,探测到了来自RXJ 1713 $-$ 39的γ射线。测量值的统计学显著性大于8 $σ$。详细介绍了这种分析方法。
2001-08-01 astro-ph
Green's functions for transmission of X-rays and gamma-rays through cold media
本文用蒙特卡罗方法研究了X射线和γ射线在冷介质中的康普顿散射和吸收。我们考虑X/γ射线通过壳的任意光学深度,我们推导出能量依赖的格林函数的传输。用简单的解析公式拟合格林函数的工作正在进行中。我们还提出了一个简单的处理吸收效应的格林函数康普顿散射,它允许处理介质的任意电离状态和化学成分。我们的传输格林函数允许处理汤姆逊厚的吸收体,例如Seyfert 2s的分子环面。
1996-07-03 astro-ph
Internal dynamics and particle acceleration in Tycho's SNR
对第谷超新星遗迹(SNR)的超新星爆炸能量1.2 × 10 ^{51}尔格的新建议值的结果进行了探讨。利用宇宙线加速的非线性动力学理论,研究了第谷信噪比的性质及其与现有实验数据的对应关系。它表明,大的接触间断和前向激波的半径之间的平均比率是一致的核高能粒子在前向激波的非常有效的加速。同时也指出,要使E_{sn} = 1.2 × 10 ^{51}尔格的值与气体动力学、加速理论和现有的γ射线测量值相一致,则源距应大于3.3 kpc。相应的环境气体数密度低于0.4 cm^{-3}。由于预期的伽马射线通量强烈地依赖于源距离F_γ \propto d^{-7},未来根据第谷信噪比对实际伽马射线通量的实验测定将使确定源距离和平均环境气体密度的值成为可能。一个简单的逆康普顿模型,没有一个占主导地位的人口的核CR是不兼容的目前上限的伽马射线发射任何合理的环境星际B场。考虑到加速理论和整体以及内部气体动力学之间的一致性,未来的伽马射线探测将使第谷SNR中的核粒子加速在我们看来是无可争议的。
2008-03-10 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
Very-High-Energy Gamma Rays from a Distant Quasar: How Transparent Is the Universe?
大气层切伦科夫伽马射线望远镜MAGIC是为低能量阈值设计的,它探测到了来自遥远的准恒星射电源(简称:射电类星体)3C 279的巨大耀斑的极高能量伽马射线,距离超过50亿光年(红移为0.536)。以前没有在非常高能量的伽马辐射中观察到类星体,这也是探测到的发射超过50千兆电子伏伽马射线的最遥远的物体。由于高能伽马射线可能会因与宇宙中的漫射背景光相互作用而停止,因此MAGIC的观测意味着这种光的数量很低,与星系计数中已知的一致。
2008-07-17 astro-ph
The Capabilities of the Alpha Magnetic Spectrometer as GeV Gamma-rays Detector
描述了阿尔法磁谱仪(AMS)作为高能(0.3至100 GeV)伽马射线探测器的模拟性能,并讨论了其伽马射线天体物理学目标。
1999-11-13 astro-ph
Periodicity in the TeV gamma rays and X rays from Markarian 501
1997年3月底至7月底,利用犹他七望远镜阵(7TA)观测了Markarian 501的TeV历史γ耀斑。罗西X射线定时探测器全天监视器(RXTE ASM)自1996年1月5日以来一直在观测Mrk 501的X射线。我们发现的周期性的$23.9^{+2.3}_{-2.0}$天和$23.9^{+1.6}_{-2.9}$天的TeV γ射线和X射线光变曲线使用7TA和RXTE ASM的证据。它们的虚警概率分别为$8.2 \times 10^{-3}$和$5.6 \times 10^{-5}$。
1999-06-04 astro-ph
Optimizing the angular resolution of the HEGRA telescope system to study the emission region of VHE gamma rays in the Crab Nebula
大气层切伦科夫成像望远镜的HEGRA系统为特定类别的事件提供优于3“的角分辨率。通过比较蟹状星云TeV γ射线角分布的测量值与蒙特卡罗模拟的分布值以及点源Mrk 501 γ射线的测量值,我们得出蟹状星云VHE γ射线发射区的均方根尺寸小于1.5 '的结论。
2000-07-25 astro-ph
Characteristics of air showers created by extremely high energy gamma-rays
本文应用伴随级联方程技术,考虑LPM效应和γ射线与地磁场的相互作用,计算了10^18- 10^22 eV极高能γ射线的性质。分析了观测能级上的电子和μ子含量、电子级联曲线、光生μ子的横向分布函数等特征。
2001-07-31 astro-ph
Possible Dark Matter Signals from Antiprotons, Positrons, X-rays and Gamma-rays
许多涉及带电宇宙射线和高能光子的信号被解释为是由于湮灭暗物质。本文概述了实验证据,并特别讨论了宇宙辐射中的反质子和正电子的探测,银河系10 MeV和100 GeV之间的弥散伽马射线发射,以及来自银河系中心的511 keV湮灭辐射和超高能光子(>100 GeV)通量。
2005-05-13 astro-ph
Gamma rays from clusters of galaxies
星系团和连接相邻星系团的大尺度细丝被认为是带电粒子加速的场所,也是从射频到伽马射线的非热辐射源。伽马射线是特别有趣的研究目标,因为它们可以提供关于星系团内强子加速和磁约束过程的性质和效率的宝贵信息。在这里,我们回顾了可行的方案,导致生产的伽马射线从大尺度结构和兼容的多频观测,已经可用的状态。我们还讨论了探测伽马射线的空间望远镜,如GLAST和地面切伦科夫望远镜的可能性,以及从这些观测中可能收集到的物理信息。
2007-01-18 astro-ph
Shock Acceleration and Gamma-Ray Emitting Supernova Remnants
残骸膨胀外壳周围的扩散激波加速是SNR伽马射线起源的一个热门候选者。本文介绍了激波加速理论中的非线性效应及其对信噪比γ能谱的影响。这些效应描述了加速的宇宙射线对冲击等离子体的动力学影响,同时解决了流体流动中的非均匀性如何迫使宇宙射线的分布偏离纯幂律。这种偏差对于伽马射线光谱测定是至关重要的。我们的自洽蒙特卡罗方法来冲击加速是用来预测离子和电子分布,产卵中性π衰变,韧致辐射和逆康普顿发射组件的信噪比。我们演示了如何在500 GeV - 10 TeV范围内的临界能量以上的扩展SNR壳淬火加速度所施加的空间和时间限制,从而产生的伽马射线光谱截止是相当一致的惠普尔的TeV上限的EGRET不明来源的SNR协会。我们还讨论了电子注入冲击的作用及其影响的意义上的电磁组件的GeV-TeV的频谱形成。
1997-11-21 astro-ph
High energy diffuse gamma-ray emission of the galactic disk and Galactic Cosmic-Ray spectra
EGRET仪器对银河系弥散γ射线谱的观测表明,在假设本地观测到的宇宙射线(CR)谱代表银河系CR谱的情况下计算出的预期γ射线谱超过~ 1 GeV。假设能量低于~ 100 TeV的银河系CR被超新星遗迹(SNR)激波加速,且激波压缩比与SNR年龄有关,计算了银河系内(330<l<30)和外(30<l<330)区SNR系综的平均源注入谱。该计算考虑了星系中的SNR年龄分布。将这些谱注入星系,利用三维对流扩散方程,得到了两个星系区的CR电子和质子谱,发现它们在银盘中的谱比观测到的CR谱平坦。这些银河CRs与ISM和ISRF的相互作用所产生的漫射伽马射线谱进行了比较,在这两个银河系区域的实验数据。此外,我们还讨论了通过传播具有由局部信噪比年龄分布导出的源谱的局部CR,观测到的局部CR谱从银盘CR谱变陡的问题(SNR位于距离太阳1.5 kpc以内),对于扩散系数D_0 ~ 0.3 \times 10^{27} cm ^2 s^{-1}的局部区域,它远小于星系中的典型值D_0 ~(1-10)\times 10^{28} cm ^2 s^{-1}。本文的结果支持银河系CRs的SNR起源。
2006-04-19 astro-ph