Prospects for the Observation of Primordial Black Hole evaporation with the Southern Wide Field of View Gamma-ray Observatory
原始黑洞（PBH）是早期宇宙中形成的物体的残余物。它们的寿命是它们质量的递增函数，因此在适当的质量范围内，PBH可以在蒸发事件中结束它们的生命，这可能是我们现在的仪器可以检测到的。这种蒸发可能导致$γ$射线闪光，这种闪光可以被当前一代的极高能$γ$射线探测器探测到。南方宽视场伽马射线观测站（SWGO）将是下一代这些仪器的一部分。它将能够在地球周围0.25秒的半径范围内，为0.5至5秒的积分窗口建立PBH蒸发的限制，对$\sim$ 50秒$^{-3}$年$^{-1}$数量级的速率敏感，比目前建立的最佳限制多一个数量级。
2021-07-23 astro-ph.HE
Prospects of observing gamma-ray bursts with orbital detectors of ultra-high energy cosmic rays
TUS（跟踪紫外线装置）是第一个超高能宇宙射线轨道望远镜，它已证明这类仪器具有更广泛的能力，还可以探测流星、瞬时发光事件、人为辉光和地球大气层中发生的紫外线频率范围内的其他过程。在这封简短的信中，我们解决的问题，如果一个轨道UHECR探测器也可以注册伽马射线暴（GRB）通过荧光辉光照射的夜间大气。对费米GBM伽玛暴目录和几种有源和透视仪器的性能进行分析表明，具有与KLYPVE-EUSO（K-EUSO）或POEMMA望远镜相似的光学系统参数和适当的"\slow模式”触发器的探测器，平均每年只能观测到两个伽玛暴。POEMMA将在立体声模式下运行一年内记录多达3-4个伽玛暴。
2021-12-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Population synthesis of Galactic middle-aged pulsar wind nebulae I. Detection prospects for current and future instruments
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚太空研究学院）；Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA)（加泰罗尼亚高级研究学院）；INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri（意大利国家天体物理研究所阿切特里天文台）；Università degli Studi di Firenze（佛罗伦萨大学）；INFN - Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部）
本文利用TIDE+L框架研究中年脉冲星风 nebulae 的群体特性，探讨当前和未来γ射线望远镜的探测能力，强调回声阶段的建模对预测银河TeV脉冲星风 nebulae 人口的重要性。
2026-07-02 astro-ph.HE
Exploring the Future of Soft X-ray Polarimetry: the Capabilities of the REDSoX Instrument for XDINS and Magnetar Studies
本文探讨了基于REDSoX设计的长寿命轨道任务在研究X射线暗弱孤立中子星和磁星热辐射方面的能力，发现其能以高显著性探测质子回旋共振吸收特征和QED模式转换效应。
2025-05-28 astro-ph.HE
The afterglow of GW170817 from every angle: Prospects for detecting the afterglows of binary neutron star mergers
该研究基于GW170817模型，按观测角、ISM密度和距离分布预测未来BNS并合余辉的可探测率，指出离轴余辉将占多数，并评估O4/O5及DSA-2000的探测前景。
2024-07-01 astro-ph.HE
IACT observations of gamma-ray bursts: prospects for the Cherenkov Telescope Array
费米大天区望远镜（LAT）观测到的伽马射线暴（GRBs）在静止坐标系能量高达90 GeV。有相当大的希望，确认伽玛射线暴的检测将有可能与即将到来的切伦科夫望远镜阵列（CTA），它将有一个更大的有效面积和更好的低能量灵敏度比目前一代成像大气切伦科夫望远镜（IACT）。为了估计这样的检测的可能性，我们已经开发了一个现象学模型的伽马射线暴发射1 GeV和1 TeV之间的费米-LAT的高能量的伽马射线暴探测的动机，并允许我们外推的伽马射线暴的统计数据所看到的较低能量的仪器，如Swift-BAT和BATSE的康普顿伽马射线天文台。我们显示了一些统计数据检测到的伽玛暴，并描述了如何与CTA伽玛暴的可检测性可能会有所不同的基础上的一些参数，如典型的观测延迟之间的爆发开始和地面观测的开始。我们还考虑了使用费米GBM作为快速地面跟踪伽玛暴的发现者的可能性。虽然GBM定位的不确定性是有问题的，但IACT的小视场可以通过扫描GBM误差区域来克服。总的来说，我们的研究结果表明，CTA应该能够检测到一个伽玛射线暴，每20至30个月与我们的基线仪器模型，假设持续快速追求伽玛射线暴警报，并提供低于100 GeV的光谱中断是不是一个共同的特点，明亮的伽玛射线暴人口。如果采用更乐观的仪器模型，探测率可高达每年1至2个伽玛暴。
2012-03-26 astro-ph.HE
On the prospects of gamma-ray burst detection in the TeV band
一个伽马射线暴（GRB）喷流进入外部介质，预计将产生持续数分钟至数小时的发光GeV-TeV辐射。高能辐射是由激波加热的{ \it thermal}等离子体对瞬发和余辉光子的逆康普顿上散射产生的。在其峰值处，高能辐射携带在前向冲击处耗散的功率的很大一部分。我们详细讨论了预期的TeV光度，使用一个强大的“最小”的排放模型。然后，使用的伽玛暴人口的统计特性（光度函数，红移分布，余辉能量），我们模拟预期的探测率伽玛暴当前和即将到来的大气切伦科夫仪器。我们发现，伽玛暴爆炸到一个低密度的星际介质必须产生TeV的排放，将已经检测到目前运行的切伦科夫望远镜。没有探测到的情况与伽玛射线暴前身爆炸成密集的风是一致的。如果长伽玛暴的典型环境是沃尔夫-拉叶祖风，正如最近对费米LAT数据的分析所表明的那样，那么即将到来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）应该能够探测到一小部分触发星载探测器的伽玛暴。由于河外背景光的吸收限制了除了最邻近的爆发（$z\lesssim 1$）之外的所有爆发的探测能力超过0.1 TeV，CTA降低的能量阈值是对当前仪器的关键改进，这将使探测率至少提高3倍。
2016-11-15 astro-ph.HE
Prospects for Detecting Galactic Sources of Cosmic Neutrinos with IceCube: An Update
Air-Cherenkov望远镜已经绘制出TeV能量的银河平面。在这里，我们评估的前景检测中微子发射源在银河系平面假设最高能量的光子来自衰变的π介子，从而产生一个简单的预测中微子通量从衰变的相关生产的带电π介子。四个有希望的源被确定的基础上具有大通量和平坦的频谱。随后，我们评估的概率，他们的识别以上的大气中微子背景在冰立方数据作为时间的函数。我们发现，观察他们超过20年的仪器寿命是可能的，有些应该是可观察的$3\,σ$水平与6年的数据。在没有积极的结果，我们推导出的光谱指数和截止能量的来源，假设一个强子加速机制的限制。
2016-09-10 astro-ph.HE hep-ph
Gamma-Ray Burst detection prospects for next generation ground-based VHE facilities
伽马射线暴（GRB）是由卫星探测器发现的，是瞬时$γ$射线发射的强大来源。费米卫星通过其专用的伽马射线暴监测器（GBM）探测到越来越多的此类事件，其中一些事件与大面积望远镜（LAT）的高能光子$(E > 10\, \mathrm{GeV})$有关。最近，切伦科夫望远镜的后续观测发现了伽马射线暴的非常高能量的发射$(E > 100\, \mathrm{GeV})$，开辟了一个新的观测窗口，对解释其中心引擎和非常高能量的光子在宇宙中的传播产生了影响。本文利用第二代Fermi-LAT伽玛暴星表中公布的数据，计算了高能伽玛暴辐射的持续时间、光度、红移和光变曲线。我们将这些性质外推到非常高的能量域，将结果与现有的观测结果和未来仪器的潜力进行比较。我们使用观测到的和模拟的伽玛暴种群估计检测的机会与宽场地面$γ$射线仪器。我们的分析旨在评估将安装在南半球的南方宽视场伽马射线天文台（SWGO）的机会，以补充CTA。我们表明，一个低能量的观测阈值$(E_{low} < 200\, \mathrm{GeV})$，具有良好的点源灵敏度$(F_{lim} \approx 10^{-11}\, \mathrm{erg\, cm^{-2}\, s^{-1}}$在$1\, \mathrm{yr})$，是最佳的要求，作为一个伽玛射线暴触发设施和探测的突发光谱特性的时间尺度一样短，$10\, \mathrm{s}$…
2021-09-28 astro-ph.HE astro-ph.IM
High Frequency Gravitational Waves from Supermassive Black Holes: Prospects for LIGO-Virgo Detections
通常认为，地面引力波（GW）仪器对超大质量黑洞（SMBH）不敏感，因为GW的特征频率远低于地面探测器的~ 10 - 1000 Hz灵敏度波段。然而，在这里，我们探索SMBH引力波泄漏到更高频率的可能性。特别地，如果高频谱尾渐近于h（f）~ f^{-alpha}，其中alpha<=2，则在固定频率f>>c^3/GM处，谱振幅是质量M的常数或增函数。如果时域波形或其导数表现出不连续性，则会发生这种情况。地面仪器可以搜索这些普遍的光谱尾，以探测或排除这些特征，而不管它们的来源。我们确定了以下过程，可能会产生高频信号：（一）引力轫致辐射的超相对论性物体在附近的SMBH，（二）振铃模式激发的外部过程，具有高频分量或终止突然，（三）引力透镜回波和衍射。特别是对于（iii），SMBHs产生GW回声的星系核中的螺旋恒星质量双星的延迟几分钟到几个小时。如果双星在SMBH后面相对于距SMBH距离r处的视线的~10度（r/100 M）^{-1/2}圆锥内，则透镜化的主信号和GW回波被放大。对于SMBH附近的其余双星，GW回波的幅度平均约为主信号的0.1（r/100 M）^{-1}。
2012-12-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Detection prospects for short time-scale transient events at VHE with current and next generation Cherenkov observatories
在目前对伽马射线暴（GRB）现象的看法中，延伸到甚高能量（VHE，E > 30 GeV）域的发射分量被认为是一个相对常见的特征，至少在最亮的事件中是如此。这导致了一个意想不到的丰富的可能的理论模型，能够描述这种现象。自90年代EGRET观测以来，数十GeV的发射暗示确实是已知的，并在费米-LAT数据中得到证实。然而，我们对这些现象的理解仍然远远不能令人满意。在这方面，伽玛暴的VHE特性可能构成一个突破，了解他们的物理，并可能提供决定性的线索，不同的建议之间的区别发射机制，这是几乎无法区分在较低的能量。目前这一代切伦科夫天文台，如MAGIC望远镜，为扩大伽玛射线暴辐射的测量提供了可能性，一般来说，可以测量任何短时间尺度的瞬态现象，从几十GeV到TeV的能量范围，相对于伽玛射线空间仪器具有更高的灵敏度。在不久的将来，由于切伦科夫望远镜阵列（CTA）的灵敏度和能量阈值比现有仪器高出一个数量级，它将在VHE观测伽玛暴中发挥至关重要的作用。在这方面的贡献，我们提出了一种方法，旨在提供VHE检测的前景与切伦科夫望远镜观测GRB类瞬态事件。特别是，我们认为瞬态事件GRB 090102的观测作为该方法的测试案例，并显示在不同的观测条件下的MAGIC望远镜和CTA实现的检测前景。
2013-07-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects for the characterization of the VHE emission from the Crab Nebula and Pulsar with the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列（CTA）将是下一代甚高能伽马射线天体物理学领域的仪器。与目前的设施相比，CTA的灵敏度有所提高，预计将揭示各种来源。特别是，我们将实现更深入的了解蟹状星云和脉冲星，这是最好的特点脉冲星风星云和旋转动力脉冲星，分别。我们的目标是通过模拟研究CTA关于这些对象的能力，使用目前正在开发的CTA未来数据分析的主要工具：Gammapy和ctools。我们的结论是，即使使用保守的仪器响应函数，CTA将能够解决许多关于脉冲星及其星云的光谱和形态的不确定性。CTA覆盖的大能量范围将使我们能够在不同的假设中解开星云光谱形状，对应于不同的潜在发射机制。此外，解析星云的内部结构（尺寸小于0.02度）并揭示它们的位置，将提供有关粒子在磁化介质中传播的关键信息。我们使用了一个理论上的非对称模型来描述星云的形态，我们表明，如果存在这种形态的预测，例如作为流体动力学或磁流体动力学模拟的结果，它可以直接与CTA结果进行比较。我们还测试了CTA探测蟹状星云脉冲星周期辐射的能力，获得了不同光变曲线形状的精确测量。
2019-12-04 astro-ph.HE
Black holes through cosmic time: Exploring the distant X-ray Universe with extragalactic Chandra surveys
河外X射线巡天是研究超大质量黑洞及其宿主星系演化的非常有力的工具，它可以探测到大量的活动星系核和恒星形成星系，其红移范围和宇宙环境都很大。凭借其灵敏度和高超的角分辨率，钱德拉一直处于最近河外调查的最前沿。本文提供了一个简要的概述钱德拉调查，并强调了一些最近的结果组成的宇宙X射线背景，见解X射线源人口，活动星系核和星系演化之间的联系，以及讨论前景的调查与未来的X射线任务。
2009-04-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Prospects for High-Precision Pulsar Timing
天文学和物理学的许多研究领域都已证明，双星脉冲计时是一种非常有效的技术。重要的是，这种定时的精度不仅受辐射计噪声，但也由固有的脉冲形状的变化，星际介质（ISM）的演变，仪器失真等。在本文中，我们回顾了已知的脉冲形状的变化的原因，并评估其影响的精度和准确度的脉冲到达时间与当前的仪器单次测量。在整个分析过程中，我们使用最明亮，最精确定时的毫秒脉冲星（MSP），PSR J 0437 -4715，作为一个案例研究，并开发了一套诊断工具，以评估配置文件的稳定性定时观测。我们的结论是，大多数失真的原因可以通过国家的最先进的技术进行纠正，或考虑到在估计的到达时间（TOA）的不确定性。新一代射电望远镜（例如平方公里阵列，SKA）的出现及其收集面积的增加引发了人们对通过增加增益可实现的定时精度的猜测。根据我们对当前数据的分析，我们预测，对于正常亮度的MSP，SKA在1.4 GHz下进行10分钟的积分，可以实现80至230 ns的TOA精度。只有当对定时精度的所有其他影响（例如ISM、自旋噪声）被校正、建模或忽略时，每个脉冲星的实际均方根定时残差才大致处于相同的水平。
2011-07-15 astro-ph.HE
X-ray extinction from interstellar dust: Prospects of observing carbon, sulfur and other trace elements
我们提出了一个研究的前景，观察碳，硫，和其他低丰度元素（即铝，钙，钛和镍）存在于星际介质中使用未来的X射线仪器。我们特别关注沿视线的星际尘埃的探测和表征。我们比较了模拟数据与不同的尘埃聚集体，无论是从过去的文献中获得的或由我们使用SOLEIL-LUCIA同步加速器光束线测量。由星际颗粒引起的消光引起给定光电边缘的调制，这在原则上可以追溯到吸收颗粒的化学性质。我们模拟了具有当前Athena，XRISM和Arcus概念的分辨率和灵敏度特性的仪器的数据。在不久的将来，将有把握地确定所研究元素的贫化和丰度。在碳和硫的情况下，还将确定吸收粉尘的化学特性，这取决于主要化合物。对于铝和钙，尽管在星际介质中有很大的损耗和显著的尘埃吸收，但在许多情况下，边缘特征可能不会随着含Al $^-$或Ca $^-$化合物的化学性质的变化而显著改变。可以检测和模拟大颗粒的排除特征，从而允许对这些元素的不同颗粒尺寸分布进行测试。Ti和Ni的低宇宙丰度将不允许我们详细研究边缘特征。
2019-06-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Prospects for Detecting Gamma-Ray Bursts at Very High Energies with the Cherenkov Telescope Array
我们讨论了探测伽马射线暴（GRB）的切伦科夫望远镜阵列（CTA），下一代，地面设施的成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）操作几十个GeV以上的前景。凭借其快速回转能力，与当前IACT相比较低的能量阈值，以及与卫星仪器相比大得多的有效面积，CTA可以测量在多GeV能量下具有出色光子统计的伽马射线暴的光谱和可变性。采用一个模型的伽玛暴人口的属性是大致一致的观测伽马射线暴监视器（GBM）和大面积望远镜（LAT）的费米，我们模拟的后续观测的伽玛暴与大尺寸望远镜（LST），CTA的组件具有最快的转换速度和最佳的灵敏度在能量低于几百GeV。对于我们的基准假设，我们预计，LST可以检测到约0.1伽玛暴每年在提示阶段和约0.5每年在余辉阶段，考虑只有一个阵列站点和GBM和天基多波段天文可变对象监视器（SVOM）作为警报仪器。的检测率可以提高约5和6的因素，分别为即时发射和余辉，假设两个阵列网站具有相同的灵敏度和GBM定位误差可以减少到小于1度。的预期分布的红移和光子计数，显示尽管适度的事件率，数百或更多的多GeV的光子可以预期从一个单一的爆发，一旦他们被检测到。我们还研究了如何检测率取决于固有的伽玛暴属性和延迟时间之间的爆发触发和后续观察。
2012-06-12 astro-ph.HE
Prospects for GRB Science with the Fermi Large Area Telescope
费米飞行任务上的LAT仪器将揭示100 MeV以上波段的丰富光谱和时间伽马射线暴现象。与费米的GBM探测器的协同作用将把这些观测结果与已充分探索的10-1000 keV范围内的观测结果联系起来;增加> 100 MeV波段的观测结果将解决关于瞬发和余辉阶段爆发发射的理论不确定性。触发算法将应用于航天器上和地面上的LAT数据。这些触发器的灵敏度将因机载和地面上的可用计算资源而不同。在这里，我们提出LAT的爆发检测方法和仪器的伽玛射线暴的能力。
2009-06-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prospects for High-Elevation Radio Detection of >100 PeV Tau Neutrinos
预计Tau中微子约占天体物理学和宇宙起源中微子通量的三分之一，但目前风味比受到的限制很差，并且能量高于$10^{17}$ eV的预期通量很低。我们提出了一个探测器的概念，旨在通过高海拔山顶探测器使用无线电技术测量在这个能量范围内的τ中微子的扩散通量。探测器搜寻由掠过地球的τ中微子产生的上行空气簇射的无线电信号。来自紧凑阵列中的几个天线的信号在触发电平上进行相干求和，不仅允许人为背景的定向掩蔽，而且允许低触发阈值。这种设计既利用了高海拔地区的大视野，又利用了无线电仪器几乎完整的占空比。我们目前的贸易研究，考虑站海拔，频带，阵列中的天线数量，和触发阈值，开发一个高效的站设计。这样的山顶探测器可以实现一个因素的100个独立的站在接受现有的仪器提高了10倍。通过1000个观测站和三年的观测，它可以实现对$\mathcal{E}^{-2}$积分通量的灵敏度，该通量为$<10^{-9}$ GeV cm $^{-2}$ sr $^{-1}$ s $^{-1}$，在假设纯铁宇宙线组成的全味宇宙成因中微子的预期通量范围内。
2020-10-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Exploring Fundamental Particle Acceleration and Loss Processes in Heliophysics through an Orbiting X-ray Instrument in the Jovian System
木星的磁层被认为是太阳系中最强大的粒子加速器，可以将电子加速到70 MeV，将离子加速到GeV。电磁过程如何驱动能量和粒子流，产生和去除高能粒子，是太阳物理学的核心。特别是，2013年太阳和空间物理学十年战略是“发现日光层和整个宇宙中发生的基本过程并确定其特征”。木星系统提供了一个理想的自然实验室，以研究前十年中强调的所有宇宙过程。X射线波段已被广泛用于跨天体物理系统的等离子体远程研究。大多数天体物理辐射可以分为5种X射线过程：荧光、热/日冕、散射、电荷交换和粒子加速。木星系统提供了可能是唯一的系统，提出了一个丰富的目录，所有这些X射线发射过程，也可以在现场访问，提供了特殊的可能性，直接链接的基本等离子体过程与其产生的X射线签名。这为现场探测无法触及的天体物理物体（如褐矮星、磁星或绘制宇宙地图的星系团）提供了宝贵的地面实况。在这里，我们将展示如何耦合原位测量与木星的辐射带，伽利略卫星，木卫一环，大气层的在轨X射线观测，解决了基本的太阳物理学问题，广泛影响整个太阳和天体物理学。小型化X射线光学器件和耐辐射探测器等新技术的发展，提供了非常适合木星系统的紧凑、轻便、宽视场X射线仪器，使这种令人兴奋的新可能性成为可能。
2023-03-02 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.IM
