Primary Energy Spectra and Elemental Composition. GAMMA Experiment
本文根据伽玛实验观测到的广泛空气簇射数据，导出了1-100 PeV能量范围内的初级宇宙射线的能谱和元素组成。在SIBYLL和QGSJET相互作用模型的框架下，根据幂律陡化的一次能谱假设，对一次能谱进行了重建。所有给出的结果都是考虑到探测器响应，重建EAS参数的不确定性和EAS发展的波动。
2005-06-24 astro-ph
Molecular tracers of high mass star-formation in external galaxies
在高红移的外部活动星系中，热核分子应该是可以探测到的。我们在这里提出了一个详细的研究化学物质的恒星形成区域的物理条件下，显着不同的那些可能是适当的银河系。我们研究，特别是，作为时间的函数的分子丰度的趋势，在相关的物理参数的变化。这些参数包括金属丰度、尘埃与气体的质量比、H $_{2}$的形成率、相对初始元素丰度、宇宙射线电离率和热核的温度。这些趋势表明不同的示踪剂如何提供有关物理条件和进化年龄的信息。我们确定几个观察到的星系，被认为是代表螺旋，活跃的星系，低金属量星系，高红移星系的热核示踪剂。即使在低金属丰度的例子中，许多潜在的分子示踪剂应该存在于足够高的水平，以允许未解决的检测活动星系在高红移含有大量的热核心。
2007-12-17 astro-ph
Energy Spectra and Elemental Composition of Nuclei above 100 TeV from a Series of JACEE Balloon Flights
日本-美国合作乳胶实验（JACEE）最近进行了一系列南极绕极气球飞行（JACEE-10 ~ JACEE-13），以研究宇宙射线的高能元素组成和能谱。这些实验的总暴露因子为663 m**2-hr，约为JACEE-1至JACEE-8累积暴露的两倍。南极飞行的初步结果已列入JACEE累积谱。
1995-09-19 astro-ph
PeV Cosmic Rays: A Window on the Leptonic Era?
它表明，各种高能强子宇宙线谱的特征，特别是在3 PeV和300 PeV附近发生的谱指数的突然变化，以及从$<X_{\max}>$分布的扭结中明显的元素组成的相应变化，可以从与残余大爆炸反中微子的相互作用中得到非常详细的解释，条件是后者具有$\sim 0.5$ eV/ $c^2$的静止质量。
2002-10-29 astro-ph
X-ray sources as tracers of the large-scale structure in the Universe
本文综述了X射线宇宙中大尺度结构的研究现状。在介绍了X射线用于宇宙学研究的动机之后，我们讨论了在不同角度尺度上的各种方法，包括X射线背景多极子、X射线背景与星系星表的互相关、X射线选择源的聚类以及X射线背景中的小尺度涨落和各向异性。我们讨论了上述研究对X射线源偏置参数的影响，对于X射线选择活动星系核和X射线背景（~1-2），偏置参数可能是适中的。最后，我们概述了如何全天空X射线地图在硬X射线和中等调查与大天空覆盖范围可以提供重要的宇宙学模型的测试。
2000-01-11 astro-ph
A New Measurement of Cosmic Ray Composition at the Knee
双成像切伦科夫实验（DICE）的设计和操作，使宇宙射线的元素成分测量附近的膝盖的频谱在几个PeV。在这里，我们提出的第一个结果，使用这个实验从测量的平均位置的深度簇射最大值<X_max>，在大气中作为粒子能量的函数。仪器<X_max>阈值附近的值约为0.1 PeV，与之前直接测量的预期一致。在更高的能量下，在高达~5 PeV的成分中几乎没有变化。高于此能量<X_max>比恒定元素组成的预期更深，这意味着膝盖区域以上的整体元素组成变得更轻。这些结果不同意宇宙射线在膝盖以上平均会变重的观点。相反，他们建议过渡到一个质量不同的人口粒子以上5 PeV。
1997-10-15 astro-ph
Dissecting the knee - Air shower measurements with KASCADE
介绍了KASCADE空气簇射实验的最新结果，以便对能谱膝区宇宙射线的天体物理学有所了解。其成果包括大气中高能相互作用的研究、宇宙射线到达方向的分析、平均对数质量的确定以及元素群能谱的展开。
2003-11-20 astro-ph
X-rays from Blue Compact Dwarf Galaxies
我们提出的第一个研究结果，致力于分析的X射线发射的活动和诊断工具的结构特性的蓝色紧凑型矮星系的示踪剂。正在审查Henize 2-10的情况，并讨论了第一个趋势。
1998-10-07 astro-ph
EGRET Excess of Diffuse Galactic Gamma Rays as Tracer of Dark Matter
为了寻找暗物质湮灭（DMA）的信号，对EGRET空间望远镜公开的0.1 ~ 10 GeV银河系弥散γ射线数据进行了重新分析。分析证实了先前观察到的能量超过1 GeV的预期相比，从传统的银河系模型。此外，发现过量显示了暗物质湮灭（DMA）信号的所有关键特征：a）在所有天空方向都可以观察到过量，并且在任何地方都具有相同的形状，因此指向一个共同的来源; b）形状对应于非相对论性大质量粒子湮灭为中性$π^0$介子的预期光谱，其中包括中性$π^0$介子，其衰变为光子。从过剩的能谱中，我们推断出WIMP的质量在50到100 GeV之间，而从天空各个方向的过剩强度中，可以重建晕的形状。DM晕是一致的，几乎球形的等温轮廓与子结构在银河系平面的形式，在4和14千秒差距的中心环形环。这些环导致了一种特殊形状的旋转曲线，与数据一致，这证明了EGRET过量追踪暗物质。
2005-08-29 astro-ph hep-ph
Detecting X-ray Synchrotron Emission in Supernova Remnants: Implications for Abundances and Cosmic Rays
超新星释放的10^51尔格对银河系有着深远的影响，决定了元素丰度，加速了宇宙射线，影响了星际介质的构成。最近发现几个超新星遗迹的光谱主要是非热辐射。分离热和非热分量不仅对理解宇宙射线加速和冲击微观物理性质很重要，而且对准确评估温度和谱线强度也很重要。设计用于模拟Ia型超新星空间分辨同步加速X射线的新模型有助于理解超新星遗迹的热物理（动力学，丰度）和非热物理（冲击加速，磁场放大）。我将描述SN 1006的模型拟合，强调可以对SNR、丰度和宇宙射线加速过程施加的物理约束。
2000-11-30 astro-ph
X-ray Clusters of Galaxies as Tracers of Structure in the Universe
星系团勾勒出宇宙中可见物质分布的网络，标志着物质结构连接在一起的最高质量节点。如果我们用X射线观察天空，星系团会因其引力势阱中捕获并加热的稀薄气体而成为宇宙灯塔。这种强大的发射与它们所包含的总引力质量直接相关，因此它们可以有效地用作可观测宇宙中相当大一部分的宇宙质量分布的示踪剂。最近的观测活动第一次使用X射线团来绘制接近30亿光年尺度的宇宙结构。新出现的图像与由冷暗物质主导的低密度宇宙的预期非常一致。
2000-12-20 astro-ph
Cosmic ray composition at high energies: Results from the TRACER project
TRACER仪器用于宇宙高能辐射的跃迁辐射阵列是为了测量长时间气球飞行中宇宙射线核的单个能谱而设计的。TRACER 5 m 2 sr的大几何因子允许在粒子能量远超过10 14 eV的情况下进行统计学上有意义的测量。在0.5 ~ 10000 GeV核子的宽范围内测量了它们的能量。线比例管和塑料纤维辐射器，测量特定的电离和过渡辐射信号，与塑料衰减器和丙烯酸切伦科夫计数器相结合。2003年12月在南极洲进行了一周的飞行，测量了大约3000 GeV核子的氧到铁O Ne Mg Si S Ar Ca和Fe的核物种。我们将介绍这些元素的能谱和相对丰度，并讨论结果在当前加速模型背景下的含义，银河系宇宙射线的传播该仪器已经过整修，以便定于2006年夏季在北半球进行第二次长期飞行。
2007-03-28 astro-ph
VERITAS Studies of the Supernova Remnants Cas A and IC 443
VERITAS在2007年观测了超新星遗迹仙后座A（Cas A）和IC 443，结果发现这两个来源都有强烈的TeV能量。Cas A是一个年轻的残骸，在射电和非热X射线中都很明亮，都是宇宙射线电子的示踪物。IC 443是一个与分子云相互作用的中年复合残骸;分子云为强子宇宙射线提供了更高密度的靶物质，通过π衰变产生TeV伽马射线。TeV形态-点样的Cas A和IC 443扩展-将讨论现有的多波长数据的残余物的背景下。
2008-10-05 astro-ph
Composition of Primary Cosmic-Ray Nuclei at High Energies
TRACER仪器（“宇宙高能辐射过渡辐射阵列”）是为直接测量高能较重的初级宇宙射线核而开发的。该仪器于2003年在南极洲成功地进行了长时间的气球飞行。描述了探测器系统和测量过程，讨论了数据分析的细节，并给出了元素O，Ne，Mg，Si，S，Ar，Ca和Fe（核电荷Z=8至26）的单个能谱。TRACER的大几何因子和过渡辐射探测器的使用使得有可能确定能量超过10 $^{14}$ eV/粒子的光谱。幂律拟合到每amu 20 GeV以上的单个能谱，对所有元素表现出几乎相同的谱指数（$\sim$ 2.65 $\pm$ 0.05），对元素电荷Z没有明显的依赖性。
2008-01-03 astro-ph
H 21cm emission as a tracer of gas during the evolution from protoplanetary to debris disks
我们目前的模型HI 21厘米发射从拱星盘，并使用它们来转换观察到的上限HI 21厘米流量的限制总盘气体质量。我们使用的上限来自早期澳大利亚望远镜紧凑阵列对β Picture周围碎片盘的观测，以及新的巨型米波射电望远镜对HD 135344，LkCa 15和HD 163296的观测。我们的观测和模型涵盖了一系列磁盘类型，从年轻的原行星盘到旧的碎片盘。该模型自洽计算的气体化学（H/H2平衡）和热结构的UV照射的磁盘。原子氢的产生主要是由紫外线照射在过渡阶段的对象，以及碎片盘，但对于非常年轻的磁盘，HI生产恒星X射线（我们不占）是很重要的。我们使用一个简单的辐射转移的方法来转换成预测HI 21厘米线地图和光谱轮廓的模型盘参数。这允许将观测结果与模型进行直接比较。我们发现，HI跟踪磁盘表面层，和Hi发射，如果检测到，可以用来研究的照射和蒸发的影响，除了磁盘的运动学。我们的模型涵盖了大质量原行星盘、过渡相盘和尘埃碎片盘。在大质量的原行星盘中，紫外线产生的HI占总盘质量的不到0.5%，而X射线明显主导了化学反应，从而控制了HI的产生。对于我们观察到的两个这样的圆盘，即LkCa 15和HD 163296周围的圆盘，预测的21 cm通量低于当前的检测极限。另一方面，在100 pc的距离过渡阶段磁盘预测21厘米通量接近检测限。（摘要略）
2007-01-09 astro-ph
Cosmological Cosmic Rays: Sharpening the Primordial Lithium Problem
宇宙结构的形成导致了大规模的激波重子流，而激波重子流又被认为是产生结构形成宇宙射线（SFCR）的宇宙学粒子数。SFCR与周围重子的相互作用将通过α+α \to ^{6，7}Li产生锂同位素。这种前银河系（但非原始）锂应该有助于在晕星中测量到的原始7 Li，必须减去以达到真正观察到的原始锂丰度。在本文中，我们指出，最近的晕星6Li测量可以用来放置一个强有力的约束，这种污染的水平，因为唯一的天体物理生产的6Li是从宇宙射线相互作用。我们发现，假定的6Li平台，如果由于前银河宇宙射线相互作用，意味着SFCR产生的锂代表Li_{SFCR} / Li_{plateau} \approx 15%的观察到的元素锂平台。把剩余的Li平台看作宇宙学意义上的7 Li，我们发现Li观测值和大爆炸核合成预言之间的偏差被修正（并且略微恶化）为^7 Li_{BBN} /^7 Li_{plateau} \approx 3.7。此外，SFCR也会通过中性π介子的产生对河外伽马射线背景（EGRB）做出贡献。这种伽马射线的产生与由相同宇宙射线产生的锂的量密切相关; 6Li平台限制了前银河系（高红移）SFCR的贡献，使其处于I_{π_γSFCR} / I_{EGRB} < 5%的水平。
2007-09-20 astro-ph
Testing large-scale (an)isotropy of ultra-high energy cosmic rays
我们提出了一个简单而强大的方法来测试模型的宇宙射线（CR）的起源使用CR到达方向的分布。该方法在统计学上是明确的，在这个意义上，它是binless的，并没有调用扫描未知参数，和一般的意义上，它可以应用于任何模型，预测连续分布的CR在天空中。我们发现，它提供了一个强大的歧视各向同性分布和预测的“物质示踪剂”模型，一个基准模型，假设小CR偏转和连续分布的源跟踪宇宙中的物质分布。我们的方法是有竞争力的或优于现有的方法的统计能力，特别是在相对较少的高能量事件的情况下是敏感的。将该方法应用于目前的数据，我们发现，既不能排除各向同性分布，也不能排除物质示踪剂模型。基于其统计能力的估计，我们预计，拟议的测试将导致有意义的约束模型的CR起源的数据，将在未来几年内积累的皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列。
2009-03-31 astro-ph hep-ph
The origin of cosmic rays at all energies
从对长时间伽马射线暴（GRB）、超新星遗迹（SNR）和超新星（SN）爆炸1987 A的观测中，有越来越多的证据表明SN爆炸喷射出普通物质的等离子体团（炮弹）的高度相对论性双极射流。在这里，我们使用非常成功的炮弹（CB）模型的伽玛暴表明，双极喷流从银河系SN爆炸可以产生大量的银河系宇宙射线在脚踝以下的能量，而CRs逃逸到星系际空间或直接沉积在那里的喷流从SNe在外部星系可以产生所观察到的宇宙射线通量与脚踝以上的能量。该模型很好地预测了所有观测到的宇宙射线的性质：它们的强度，它们的光谱，包括它们的元素膝盖和脚踝，它们的成分和它们到达方向的分布。当能量超过CR脚踝时，银河系的磁场不再能延迟这种超高能CR（UHECR）从银河系的自由逃逸。由银河系和其他星系的SN喷流注入星系际介质并在星系际介质磁场的作用下各向同性的UHECR占主导地位。几乎所有比氦重的河外UHECR都在与远红外、微波和射电背景辐射的碰撞中发生光致碎裂。然而，CR质子和He核由于与FIR、微波和射电背景光子碰撞中的π介子光生而遭受Greisen-Zatsepin-Kuzmin（GZK）截止。
2006-01-16 astro-ph
Open clusters as key tracers of Galactic chemical evolution. III. Element abundances in Berkeley 20, Berkeley 29, Collinder 261, and Melotte 66
银河系疏散星团长期以来被认为是研究铁和其他金属径向分布的最佳工具之一。我们利用VLT的FLAMES收集了大样本疏散星团中明亮巨星的UVES光谱，这些恒星跨越了银河系中心距离、年龄和金属丰度的广泛范围。我们在这里提出的结果，为四个集群：伯克利20和伯克利29，两个最遥远的集群在样本中;科林斯261，最古老的和最小的银河系中心距离之一; Melotte 66。使用光谱代码MOOG和Kurucz模型大气进行了等效宽度分析，以获得Fe，Al，Mg，Si，Ca，Ti，Cr，Ni，Ba的丰度;通过直接线轮廓拟合获得非LTE Na丰度。我们获得了两个反中心星系团Be 20的太阳下金属丰度（[Fe/H]=-0.30，rms = 0.02）和Be 29（[Fe/H]=-0.31，rms = 0.03），对于Mel 66（[Fe/H]=-0.33，rms = 0.03），位于银河系第三象限，而Cr 261位于银河系中心，具有较高的金属丰度（[Fe/H]=+0.13，rms = 0.05 dex）。α元素Si、Ca和Ti，以及Fe峰元素Cr和Ni一般接近太阳能; s过程元素Ba增强。Na丰度的非LTE计算表明太阳标度值，这表明先前在疏散星团的巨星中确定的Na增强可能是由于被忽视的非LTE效应。我们的结果支持Fe径向梯度在距离银河系中心约10 - 11 kpc处存在陡峭的负斜率，而在外盘中，[Fe/H]分…
2008-07-15 astro-ph
X-ray Chemistry in the Envelopes around Young Stellar Objects
通过扩展Doty等人（2002）和Staeuber等人（2004）的模型，我们研究了来自大质量年轻恒星天体（YSO）的X射线对其自身包层化学的影响。模型被应用到大质量恒星形成区AFGL 2591不同的X射线亮度和等离子体温度。预测了几个物种的柱密度增强。此外，我们还首次探测到AFGL 2591的CO+和SO+。这些分子离子被认为是高能示踪剂。Herschel-HIFI将能够观察其他示踪剂，如CH和CH+，而ALMA非常适合测量发射区域的大小和几何形状。
2004-12-13 astro-ph
Propagation of secondary antiprotons and cosmic rays in the Galaxy
最近的宇宙线（CR）反质子通量的测量已被证明是挑战现有的CR传播模型。结果表明，设计用于匹配次级核与初级核比率的再加速模型（例如，B/C）产生的反质子太少。在本文中，我们讨论一种可能性，以克服这些困难。使用测得的反质子通量和B/C比固定的扩散系数，我们表明，在日光层中测得的主要核的光谱可能包含一个新鲜的本地“未处理”的组件在低能量可能与本地气泡，从而降低测得的次级到主要核的比例。最近几百万年来太阳附近SN活动的独立证据支持了这一观点。该模型再现反质子，B/C比，元素丰度Ni（Z<=28）。计算的Be和B的同位素分布与CR数据完全一致。CR中的3种“放射性时钟”同位素10 Be、26 Al、36 Cl的丰度都是一致的，并根据ACE航天器获得的最精确数据指示晕的大小为zh ~ 4kpc。
2003-01-22 astro-ph
A Measurement of the Cosmic Ray Spectrum and Composition at the Knee
利用CASA-BLANCA探测器研究了能量介于$3\times 10^{14}$和$3\times10^{16}\unit{eV}$之间的宇宙射线的能谱和初级成分。CASA测量了空气簇射的带电粒子分布，而BLANCA测量了切伦科夫光的横向分布。使用CORSIKA空气簇射模拟加上四个不同的强子相互作用代码的预测的数据进行解释。BLANCA测量的宇宙射线的微分通量在2- 3 PeV范围内显示出一个膝关节，其宽度约为初级能量的0.5十倍。膝以下和膝以上的微分通量的幂律指数是$-2.72\pm0.02$和$ -2.95\pm0.02$。我们提出我们的数据作为一个平均的簇射最大深度和平均核质量。使用四种元素的多组分拟合显示出相同的组成趋势给出的平均量，也表明QGSJET和VENUS是首选的强子相互作用模型。我们发现，最初的混合组合物变轻之间的1和3 PeV，然后变得更重，随着能量的增加超过3 PeV。
2000-06-22 astro-ph
The Origin of Cosmic Rays - A 96-Year-Old Puzzle Solved?
越来越多的证据表明，长持续时间的伽马射线暴（GRB）是由核塌缩超新星（SN）爆炸中喷出的普通物质的超相对论喷流产生的。这种喷流是非常有效的宇宙射线（CR）加速器，可以加速周围的粒子，使其达到最高的观测CR能量。喷流的大部分动能用于加速CR，而只有一小部分用于产生GRB及其余辉。在这里，我们使用非常成功的炮弹（CB）模型的伽玛射线暴表明，双极射流从SN爆炸，产生伽玛射线暴，其中大部分是不对地球的光束，可以在所有能量的宇宙射线的主要来源。该模型非常简单地解释了CRs的元素组成及其在所有能量下观察到的光谱。特别是它解释了CR膝关节和踝关节的起源。在CR踝部以上，银河系磁场不再能延迟超高能CR（UHECR）从银河系的自由逃逸，来自星系际介质（IGM）的CR占主导地位，这些CR由来自所有星系的SN喷流注入，并在IGM磁场的作用下各向同性。由于UHECR与微波背景辐射的相互作用，预计会产生Greisen-Zatsepin-Kuzmin（GZK）效应。从星系中扩散出来的CR核，或由相对论SN喷流直接沉积在IGM中的CR核，可能是IGM磁场的起源。IGM中CR电子对宇宙微波背景辐射（MBR）的逆康普顿散射产生了弥漫的河外γ射线背景辐射（GBR）。
2004-08-17 astro-ph hep-ph
