Measuring the cosmic ray acceleration efficiency of a supernova remnant
宇宙射线是到达地球的能量最高的粒子。虽然它们中的大多数被认为是由超新星遗迹加速的，但加速过程的细节及其效率还没有很好地确定。在这里，我们表明，宇宙射线引起的压力超过了超新星遗迹RCW 86的东北激波后面的热压，在那里的X射线发射是由超相对论电子的同步辐射占主导地位。我们确定了宇宙射线的内容，从热多普勒展宽测量光谱学，结合自行研究的X射线。测得的激波后质子温度和激波速度与标准激波加热不一致，这意味着大于50%的激波后压力是由宇宙射线产生的。
2009-06-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Power requirements for cosmic ray propagation models involving re-acceleration and a comment on second order Fermi acceleration theory
在考虑再加速的传播模型中，我们导出了星际湍流向银河系宇宙射线传递能量的解析表达式。这是用来估计在这种模式所需的功率和相对重要性的主要加速对再加速。分析提供了一个正式的数学证明费米的启发式帐户的二阶加速在他的经典1949年的文件。
2014-05-26 astro-ph.HE
Cosmic ray acceleration by shocks: spectral steepening due to turbulent magnetic field amplification
我们发现，所需的能量，以强烈地放大磁场在宇宙线（CR）加速冲击提取能量的CR和陡峭的CR能谱。
2019-06-28 astro-ph.HE
Cosmic ray acceleration in accretion flows of galaxy clusters
本文研究了星系团中激波和吸积流对宇宙射线的加速作用。给出了加速粒子谱和非热辐射的数值计算结果。结果表明，室女座附近星系团中质子和核的加速运动可以解释观测到的超高能宇宙射线谱。
2018-07-31 astro-ph.HE
Cosmic Ray Acceleration in Supernova Remnants
我们回顾了关于超新星遗迹中银河系宇宙射线加速的主要观测和理论事实，讨论了赞成和反对宇宙射线和超新星遗迹之间联系的论点，即所谓的银河系宇宙射线起源的超新星遗迹范例。讨论了扩散激波加速机制模型的最新进展，重点讨论了磁场放大、比氢重的原子核加速、星周环境中中性粒子的存在等因素的作用。本文还讨论了在费米-LAT望远镜和切伦科夫望远镜时代超新星-宇宙线联系的状况。
2010-12-22 astro-ph.HE
Role of the radiative stage for cosmic ray acceleration in SNRs
我们认为在超新星遗迹的整个演化过程中，包括辐射阶段的扩散冲击加速。研究发现，更有效的加速和快速退出的粒子在辐射阶段的结果在硬化的源宇宙射线质子和电子谱的能量$\sim 100-500$ GeV。宇宙射线电子的影响更强。
2021-12-17 astro-ph.HE
Cosmic Ray Acceleration by Relativistic Shocks: Limits and Estimates
我们研究的能量限制，宇宙射线可以加速相对论冲击，表明轻离子的加速高达100 EeV是不可能的。我们估计的含义是，如果超高能宇宙射线被冲击加速，那么这些冲击可能不是相对论性的。
2017-09-22 astro-ph.HE
Stochastic Acceleration of Cosmic Rays in the Central Molecular Zone of the Galaxy
本文讨论了银河系内部~ 200 pc的粒子加速问题，高能立体系统（HESS）观测到了TeV γ射线的扩散。弥散的伽马射线发射与具有大速度色散的分子云有很强的相关性，表明湍流的存在。有人认为，湍流可能有助于通过随机加速的宇宙射线的加速。在相对稀薄的介质中，随机加速可能会使宇宙射线质子能量达到~ 100 TeV，电子能量达到~ 1 TeV。质子和电子之间的效率差异支持强子的情况下，扩散TeV的伽马射线发射。
2011-10-14 astro-ph.HE
Cosmic ray acceleration in magnetic circumstellar bubbles
我们认为，在星际气泡的超新星祖先强大的恒星风所产生的扩散冲击加速。在中等星风磁化强度下，气泡中充满强磁化的低密度气体。结果表明，在这种环境中加速的粒子的最大能量可以超过可观测宇宙线谱中的“膝”能量。
2018-02-07 astro-ph.HE
Interactions of UHE cosmic ray nuclei with radiation during acceleration: consequences on the spectrum and composition
本文研究了宇宙线质子和原子核的扩散激波加速，考虑了与光子背景的所有相关相互作用过程。我们研究如何质子和原子核之间的竞争是修改的加速参数，如加速率，它的刚度依赖性，光子密度和约束能力的源。我们发现，在相互作用有限的加速过程的情况下，质子很可能被加速到更高的能量比原子核，而限制加速原子核被加速到更高的能量比质子。最后，我们讨论我们的结果的背景下，可能的天体物理加速器，并在最近的宇宙射线数据。
2009-06-17 astro-ph.HE
Parametric studies of cosmic ray acceleration in supernova remnants
我们提出了一个图书馆的宇宙射线加速超新星遗迹（SNRs）通过均匀的环境介质演变的数值模型。我们分析了不同条件下模型的不同能量分量和扩散激波加速时间尺度的分布。该库包括各种SNR演变的情况下，并用于映射具有足够的已知属性的残余物。该映射约束相应的环境介质属性和加速效率。利用该数据库，我们计算了第谷和SN 1006遗迹模型的周围介质密度、周围磁场强度和宇宙线加速效率，并对SNR 0509-67.5和SNR 0519-69.0的年龄进行了修正。
2014-07-07 astro-ph.HE
Cosmic Ray Acceleration in Hydromagnetic Flux Tubes
我们发现射电星系瓣内回流中的磁流体流管为宇宙射线（CR）的超高能加速提供了一个合适的环境。我们表明，CR可以达到Hillas（1984）的能量，即使在磁通管中的磁化湍流是不够强的玻姆扩散适用。本文证明了磁流体管中连续弱激波引起的一阶费米加速与强湍流引起的二阶费米加速是等价的。
2019-06-06 astro-ph.HE
Observational Validation of Cosmic Ray Acceleration Hypothesis
尽管经过几个世纪严格的理论和观测研究，银河系宇宙射线（GCR）的起源和加速机制仍然是一个谜。在1949年，费米提出了一个扩散冲击加速模型，其中包括一个突出的机制GCR加速。然而，另一方面，观测证据仍然难以捉摸。在这里，我们提供了第一个明显的验证GCR加速度在1 AU使用测量从CRIS仪器机载ACE航天器。
2023-03-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Important Role of Cosmic-Ray Re-Acceleration
在过去的几十年里，高能仪器的改进使人们能够更深入地了解宇宙线的起源问题。特别是，伽马射线卫星AGILE（Astronorivelatore Gamma ad Immagini LEggero）和费米-LAT（费米-大面积望远镜）对确认超新星遗迹直接参与宇宙射线的研究做出了巨大贡献。尽管有几次尝试去拟合实验数据，假设新加速粒子的存在，但科学界现在意识到，先前存在的宇宙射线再加速的作用不能被忽视。在这项工作中，我们强调的重要性，预先存在的宇宙射线再加速在银河系中显示其基本贡献，在中年超新星遗迹冲击和恒星风的前向冲击。
2019-04-29 astro-ph.HE
Particle Acceleration in Cosmic Sites - Astrophysics Issues in our Understanding of Cosmic Rays
探索等离子体条件和受激粒子加速的实验室实验可以阐明宇宙粒子加速过程的各个方面。在这里，我们讨论宇宙射线候选源对象的品种，以及已经了解到的粒子加速特性。我们确定了天体物理学家之间讨论的未决问题。--宇宙线微分强度谱是一个相当平滑的幂律谱，在“膝盖”（~10^15 eV）和“脚踝”（~3 10^18 eV）处有两个扭结。目前还不清楚这些扭结是否与不同主导源之间的边界有关，或者更确切地说与宇宙射线传播的特征有关。我们相信，在10^17电子伏特甚至更高的能量范围内，银河系的辐射源占主导地位，而在10^15--10^18电子伏特的范围内，最高能量的宇宙射线的河外辐射源与银河系的辐射源相当平滑地融合在一起。脉冲星和超新星遗迹是产生银河宇宙射线的主要候选者，而活动星系的核被认为是产生河外起源的超高能宇宙射线的最佳候选者。加速过程与高能源（如超新星爆炸或物质吸积到黑洞上）猛烈喷射物质所产生的冲击有关。这种加速的细节是困难的，因为相对论性粒子改变了激波的结构，简单的近似或微扰计算是不能令人满意的。这就是实验室等离子体实验的贡献，启发在这种条件下发生的非线性过程。
2009-06-10 astro-ph.HE
Acceleration of cosmic rays and gamma-ray emission from supernova remnant/molecular cloud associations
对超新星遗迹中的分子云进行γ射线观测被认为是解决宇宙射线起源问题的最有希望的途径之一。在这里，我们简要回顾了该领域的地位，特别强调的理论和现象学方面的问题。
2015-04-22 astro-ph.HE
Cosmic ray acceleration at oblique shocks
我们发现，扩散近似打破了粒子加速在斜激波的速度典型的年轻超新星遗迹。高阶各向异性使准平行激波的谱指数变平，使准垂直激波的谱指数变陡。我们比较的理论与观察到的光谱指数。
2011-08-02 astro-ph.HE
Limiting the shock acceleration of cosmic-ray protons in the ICM
对大尺度射电辐射的观测证明了星系团中存在激波加速的宇宙射线电子，而探测到的$γ$射线的缺乏限制了星系团中宇宙射线质子的加速。这挑战了我们对扩散冲击加速如何工作的理解。在这项工作中，我们夫妇的最新配方的冲击加速在集群内介质的国家的最先进的磁流体动力学模拟的大规模星系团。此外，我们使用被动示踪粒子来跟踪加速宇宙线的演化。我们表明，当考虑到磁场拓扑结构和加速宇宙射线反馈之间的相互作用时，粒子加速理论的最新发展给出了与观测约束相容的结果。
2020-04-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
GeV-TeV cosmic-ray spectral anomaly as due to re-acceleration by weak shocks in the Galaxy
最近的宇宙射线测量发现宇宙射线能谱在GeV-TeV能量处存在异常。虽然异常的起源还不清楚，但建议的解释包括宇宙射线源光谱的影响，传播效应和附近源的影响。本文认为，这种光谱异常可能是银河系中弱激波对宇宙射线的再加速效应。宇宙射线在被强烈的超新星残余激波加速后，在银河系中进行扩散传播。在传播过程中，宇宙射线可能会再次遇到膨胀的超新星遗迹冲击波，并被重新加速。由于老超新星遗迹的体积较大，遇到老超新星遗迹的可能性预计会比年轻的超新星遗迹大，预计再加速主要是由于较弱的冲击。由于较弱的冲击产生较软的粒子谱，因此产生的再加速分量将具有比强冲击产生的初始宇宙射线源谱更陡的谱。对于一组合理的模型参数，它示出，这种再加速组件可以占主导地位的GeV的能量区域，而非再加速组件占主导地位，在更高的能量，解释所观察到的GeV-TeV的光谱异常。
2014-04-14 astro-ph.HE
Non-linear acceleration at supernova remnant shocks and the hardening in the cosmic ray spectrum
在过去的几年里，几个实验已经表明，膝盖以下的宇宙射线谱不是一个完美的幂律。特别是，质子和氦的光谱显示出在~200 - 300 GeV/核子的粒子能量下的光谱指数约为0.1 - 0.2的光谱硬化。此外，氦的光谱被发现比质子的光谱硬约0.1，并且在重元素的光谱中也发现了类似硬化的一些证据。在这里，我们考虑的可能性，硬化可能是一个分散的结果，在频谱的宇宙射线加速超新星遗迹冲击。这样的分散确实是预期的扩散冲击加速的非线性理论的框架内，预测陡峭的（硬）粒子谱较大（较小）的宇宙射线加速效率。
2017-10-14 astro-ph.HE
Neutrino Flavor Ratios Modified by Cosmic Ray Secondary Acceleration
$π$和$μ$的加速改变了地球上（在天体物理源处）由$π$衰变产生的中微子的味道比，$ν_e:ν_μ:ν_τ$，从高能的$1:1:1$（$1:2:0$）变为$1:1.8:1.8$（$0:1:0$），因为在二次加速期间，$π$的衰变比$μ$的衰变更快。中微子光谱伴随着平坦的过剩，与能量损失的情况不同。有了味谱，我们可以探测宇宙射线加速和冲击动力学的时间尺度。我们得到的对流扩散方程的一般解，并适用于伽马射线暴，这可能有味道的修改，在PeV -EeV左右检测的冰立方和下一代实验。
2015-10-08 astro-ph.HE
Modeling supernova remnants: effects of diffusive cosmic-ray acceleration on the evolution, application to observations
我们提出了超新星遗迹演化的数值模型，使用新版本的流体动力学代码SUPREMNA。我们在程序中加入了宇宙线扩散方程，采用双流体近似。我们研究了不同宇宙线加速效率和扩散系数的模拟超新星遗迹的动力学。我们比较的数值模型与观测数据的第谷和SN 1006超新星遗迹。我们发现模型再现了观测到的爆炸波，接触不连续性和反向冲击波的两个遗迹的位置，从而使我们能够估计宇宙射线粒子的贡献到总压力和宇宙射线的能量损失在这些超新星遗迹。我们推导出在第谷超新星遗迹中由于宇宙射线逃逸而损失的能量约占动能通量的10-20%，在SN 1006中约占20-50%。
2011-05-30 astro-ph.HE
Constraining cosmic-ray acceleration in the magnetospheric gaps of Sgr A*
人马座A*（Sgr A*）是一个潜在的VHE伽马射线和宇宙射线源。我们研究了Sgr A* 磁层中间隙型粒子加速的限制，表明在当前的活动阶段，质子加速到PeV能量是可能的，注入环境的功率通常限制在几个10^{36} erg/s。环境中的软光子的康普顿上散射的间隙加速电子可以产生TeV的发射与检测VHE点源兼容。我们探讨的依赖关系的结果上的吸积率的变化表明，在过去的更高的阶段是不可能增加的功率输出，除非内部吸积流本身改变了它的配置。
2020-07-23 astro-ph.HE
Escape-limited Model of Cosmic-ray Acceleration Revisited
宇宙射线（CR）的光谱受到它们从加速点逃逸的影响。这可能不仅在年轻超新星遗迹（SNRs）如RX J1713.7-3946的伽马射线光谱中观察到，而且在地球上的CR光谱中也观察到。对宇宙线加速的逃逸极限模型进行了一般性的研究。我们讨论了从加速度场逃逸的CR谱。该模型还可以将加速位点处的谱指数和相对于未知注入过程的平均值约束到粒子加速中。我们应用我们的模型CR加速SNR和活动星系核（AGN），这是合理的候选人银河系和河外CR，分别。特别是，对于年轻的信噪比，我们考虑到休克的演变与冷却逃逸CR在Sedov阶段。逃逸CR的谱一般取决于加速处的物理量，例如谱指数、CR最大能量的演变和CR数量的演变。研究发现，逃逸粒子的谱可以比加速场的谱更软，也可以更硬。该模型可以解释银河系和河外CR的光谱指数分别由SNRs和AGN产生，提出了统一的图片CR加速。
2009-12-19 astro-ph.HE
Orders of Fermi- and Plasma-Accelerations of Cosmic Rays
在{ \tt 1006.5708 [astro-ph.HE]}中介绍的超高能宇宙射线的通用加速模型提出了宇宙带电粒子与不同类型的等离子体场之间的各种类型的电磁相互作用，这些等离子体场被假定在空间和时间上具有一般配置。模型中还包括了著名的费米加速机制。同时，非相对论极限费米机制遵循$β$的一阶和二阶，即粒子速度与恒星磁云速度的比值，在等离子体场扇区中，$β$不起任何作用，即为零阶。在相对论极限下，费米加速度的量级只有在弹性散射或冲击波的条件下才是可能的。此外，还发现$β$系数是初、末速度和特征拉莫尔半径的函数。
2010-10-26 astro-ph.HE
Cosmic-ray spectral anomaly at GeV-TeV energies as due to re-acceleration by weak shocks in the Galaxy
最近的宇宙射线测量的ATIC，CREAM和PAMELA实验发现了一个明显的硬化的能谱在TeV的能量。虽然硬化的起源还不清楚，但可能的解释包括宇宙射线源光谱的硬化，银河系中宇宙射线传播特性的变化以及附近源的影响。在这篇文章中，我们提出光谱异常可能是银河系中弱激波对宇宙射线的再加速效应。宇宙射线在被强烈的超新星残余激波加速后，在银河系中进行扩散传播。在传播过程中，宇宙射线可能会再次遇到膨胀的超新星遗迹冲击波，并被重新加速。由于老超新星遗迹的体积较大，遇到老超新星遗迹的概率预计会比年轻超新星遗迹大，预计再加速主要是由较弱的冲击产生的。由于较弱的冲击产生较软的粒子谱，因此产生的再加速分量将具有比强冲击产生的初始宇宙射线源谱更陡的谱。对于一组合理的模型参数，它示出，这种再加速组件可以占主导地位的GeV的能量区域，而非再加速组件占主导地位，在更高的能量，解释所观察到的GeV-TeV的光谱异常。
2013-08-06 astro-ph.HE
Theoretical Challenges in Acceleration and Transport of Ultra High Energy Cosmic Rays: A Review
在过去的几年里，皮埃尔·俄歇天文台和最近的望远镜阵列收集了大量的数据，使超高能宇宙射线的起源问题成为一个真正的实验/观测问题。这些实验在光谱、化学成分和各向异性方面提供的明显矛盾的结果还不能得出任何最终结论。在这里，我将讨论这些数据所带来的一些理论挑战：特别是我将讨论一些有关的问题，从银河系到河外宇宙射线的过渡，以及不同的模型如何面对我们的理解银河系宇宙射线的超新星遗迹范例。我也将讨论旨在描述加速宇宙射线到最高能量的理论在相对论冲击和单极电感器的地位。
2012-08-08 astro-ph.HE
Numerical Simulations of Cosmic-Ray Acceleration at Core-Collapse Supernovae
核心坍缩超新星在密集的风中爆炸是宇宙射线（CR）加速到非常高能量的有利场所。我们提出了我们的CR辐射流体动力学模拟的爆炸的红超巨星。我们研究的冲击波在第一天核心崩溃后的演变，并估计CR加速可以开始的时间。然后，我们计算的最大CR能量在前向冲击作为时间的函数，并表明，它可能已经超过100 TeV的冲击爆发后，只有几个小时从表面的恒星。
2019-08-06 astro-ph.HE
Cosmic ray acceleration and escape from supernova remnants
只有当超新星遗迹激波前的磁场被逃逸的宇宙线强烈放大时，才有可能在几PeV处加速到谱中的拐点。一个模型制定的逃逸CR携带的电荷预测CR的最大能量和CR释放到周围介质中的能谱。我们发现，历史的SNR，如Cas A，第谷和开普勒可能是扩大太慢，以加速CR的膝盖在目前的时间。
2013-01-30 astro-ph.HE
Re-acceleration of Cosmic Ray Electrons by Multiple ICM Shocks
射电遗迹可能是由星系合并过程中在湍流的团内介质中诱发的多次激波产生的。Kang（2021）证明，与单次DSA相比，通过多次冲击的扩散冲击加速（DSA）对宇宙射线（CR）质子进行再加速可以提高加速效率并使CR谱平坦化。在这里，我们研究CR电子加速通过多次再加速考虑能量损失和减压的粒子分布和磁场在postshock区域之间的连续冲击通道。我们发现，如果前一次冲击比最后一次冲击强，且冲击通过间隔为$\lesssim20$ Myr，则重复再加速的累积效应是显著的。在这种情况下，CR谱和随后的辐射谱后面的最后一个冲击增强，变得比规范DSA幂律形式更平坦。结果，由无线电观测估计的激波马赫数往往高于最后一次激波的实际马赫数。因此，DSA的多个事件可以解释CR电子加速效率的提高和激波马赫数$M_{\rm X} \lesssim M_{\rm rad}$的差异，推断一些观察到的射电遗迹。
2021-08-04 astro-ph.HE
Universal behaviour of shock precursors in the presence of efficient cosmic-ray acceleration
研究了宇宙线压力支配等离子体中高能粒子与自生磁流体波的自洽相互作用。使用三维混合MHD动力学代码，它利用了球谐展开的Vlasov-Fokker-Planck方程，高分辨率模拟的磁场增长，包括反馈的宇宙射线进行。据发现，高宇宙射线加速效率的冲击，磁场变得高度紊乱，导致近各向同性扩散，独立于环境磁场的初始取向。平行激波的亚玻姆扩散的可能性被证明，而扩散系数接近玻姆极限从下面的斜激波。这种普遍的行为表明，玻姆扩散的均方根场推断，从观察可能提供一个现实的估计最大的能量加速时间尺度在年轻的超新星遗迹。尽管是无序的，但磁场不是自相似的，这表明前体中高能粒子传输的非均匀能量依赖行为。讨论了宇宙射线驱动的磁场放大的可能间接辐射特征。
2013-01-14 astro-ph.HE
Muon Acceleration in Cosmic-ray Sources
许多超高能宇宙射线产生的模型涉及位于伽马射线暴磁星或其他来源的直线加速器的加速。这些源模型需要非常高的加速梯度，$10^{13}$ keV/cm，最小梯度由源的长度设置。在1.6 keV/cm以上的梯度下，强子相互作用产生的μ子在衰变前会经历显著的加速。这种加速使中微子能谱变硬，并大大增加了高能中微子通量。我们排除了许多模型的线性加速，设置强约束等离子体尾场加速器和模型的来源，如伽马射线暴和磁星。
2012-08-09 astro-ph.HE hep-ph nucl-ex
Superdiffusion of Cosmic Rays: Implications for Cosmic Ray Acceleration
宇宙射线的扩散是理解宇宙射线传播和加速的关键过程。利用Lazarian & Vishniac（1999）对MHD湍流中磁场线空间分离的描述，在小于湍流注入尺度的尺度上量化了磁场的发散，并表明这种发散导致了CR在垂直于平均磁场方向上的超扩散。垂直位移的平方不是随着沿磁场的距离$x$而增加，这是规则扩散的情况，而是随着自由流动CR的$x^{3}$而增加。对于沿磁场扩散传播的CR，相关性变为$x^{3/2}$。在后一种情况下，我们表明，重要的是要区分垂直位移的平均场和当地的磁场。我们考虑如何superdiffusion改变冲击中的CRs的加速度，并显示它如何降低效率的CRs加速在垂直冲击。我们还表明，在这种情况下，当小尺度磁场被产生在预冲击区，一个有效的加速可以发生的CR流沿磁环没有碰撞。
2016-12-20 astro-ph.EP astro-ph.HE
A model of acceleration of Anomalous Cosmic Rays by Reconnection in the Heliosheath
我们讨论了宇宙射线加速模型，该模型解释了旅行者1号和2号观测到的异常宇宙射线。该模型呼吁快速磁重联，而不是冲击作为加速的驱动程序。能量的最终来源与日鞘中发生的磁场反转有关。预计磁场的逆转将发生在整个日鞘，但特别是在太阳风顶附近，在那里的流动减慢和发散相对于星际风，也在边界部门在日光层电流片。虽然重联层内的一阶费米加速理论尚处于起步阶段，但现有的预测与航天器测量的异常宇宙线谱的现有数据并不矛盾。我们认为，旅行者号的数据可以是第一件的证据，有利于加速区域内的快速磁重联，我们认为这是一个广泛传播的天体物理过程。
2009-07-17 astro-ph.EP astro-ph.HE
A Cosmic Ray Acceleration Mechanism Based on Background Flow Velocity Inhomogeneities Yielding Power-Law Spectra
本文提出基于背景流速度不均匀性与俯仰角扩散联合效应的宇宙线加速机制，推导出动量幂律谱，其谱指数范围覆盖银河宇宙线观测值，并可能解释太阳高能粒子事件。
2025-05-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Cosmic acceleration in Lovelock quantum gravity
该研究在量子Lovelock引力框架下利用Friedmann方程得到暴胀与晚期宇宙加速新解，通过薛定谔定态方程论证其超几何态，提出耦合常数对应拓扑质量的解释，并给出谱倾角等宇宙学参数的预测。
2023-08-21 astro-ph.HE gr-qc
Mirror acceleration of cosmic rays in a high-$β$ medium
针对高β介质中传统宇宙线加速低效的问题，提出基于镜像扩散的随机非共振加速机制，发现其加速时间与空间扩散系数无关，为星团内介质的宇宙线再加速研究提供了新视角。
2023-06-26 astro-ph.GA astro-ph.HE physics.flu-dyn
On the Challenges of Cosmic-Ray Proton Shock Acceleration in the Intracluster Medium
星系团拥有宇宙中最大的粒子加速器：星系团内介质（ICM）中的冲击波，一种热的电离等离子体，将粒子加速到高能量。射电观测在ICM中发现了同步辐射，证明了加速宇宙射线电子的存在。然而，宇宙射线质子的迹象，以$γ$射线的形式。仍未被发现这被称为丢失$γ$射线问题，它直接挑战了ICM中工作的冲击加速机制。在过去的十年中，理论和数值研究的重点是提高我们的知识的微观物理，支配冲击加速过程中的ICM。这些新的模型能够预测一个$γ$射线信号，产生的冲击加速宇宙射线质子，低于现代$γ$射线天文台设置的检测限。在这篇综述中，我们总结了解决丢失的$γ$射线问题的最新进展。
2021-02-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Reinterpretation of the Fermi acceleration of cosmic rays in terms of the ballistic surfing acceleration in supernova shocks
Space Research Centre, Polish Academy of Sciences（波兰科学院空间研究中心）
研究重新解释宇宙射线加速机制，指出费米机制不成立，球面冲浪加速能更准确描述超新星冲击中的加速过程及能谱特征。
2024-07-22 astro-ph.HE physics.space-ph
Diffusive shock acceleration at laser driven shocks: studying cosmic-ray accelerators in the laboratory
负责许多天体物理系统的发射的非热粒子谱被认为是通过一阶费米过程（也称为扩散激波加速）来自激波。同样的机制也被广泛认为是高能宇宙射线产生的原因。随着人们对激光等离子体中无碰撞激波物理的兴趣日益增长，在受控实验室中再现和检测激波加速度的可能性应该被考虑。必须满足的各种实验限制进行审查。它表明，几个目前正在运行的激光设施可能满足必要的标准，以确认发生的扩散冲击加速的电子在激光产生的冲击。在实验室中成功再现费米加速可以打开一系列的可能性，提供对发生在宇宙射线的天体物理源附近的复杂等离子体过程的深入了解。
2012-11-15 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Acceleration of ultrahigh-energy cosmic rays in starburst superwinds
超高能宇宙射线（UHECR）的来源一直难以捉摸。然而，皮埃尔·俄歇天文台的最新报告提供了一个令人信服的迹象，表明UHECR和附近星暴星系的到达方向之间可能存在相关性。我们认为，如果星爆是源的UHECR，那么粒子加速的大规模终端冲击流从星爆发动机的超级风，代表了最知名的概念模型在市场上。我们研究模型上的新约束，并相应地重新调整自由参数。我们表明，UHECR加速超过约10^{11} GeV仍然与观测一致。我们还表明，该模型可以容纳硬源谱所需的俄歇数据。我们演示了如何中微子发射可以被用来作为一个加速模型之间的干扰。
2018-03-04 astro-ph.HE hep-ph
Ultrahigh-energy Cosmic-ray Nuclei from Black Hole Jets: Recycling Galactic Cosmic Rays through Shear Acceleration
我们进行蒙特卡罗模拟的相对论剪切加速度致力于一个喷茧系统的活动星系核。在晕中，一定比例的银河系宇宙射线被夹带，足够高的能量粒子可以被注入到再加速过程中，并进一步加速到100 EeV。我们表明，剪切再加速机制导致逃逸宇宙射线，$dL_E/dE\propto E^{-1}-E^0$，不同于传统的$E^{-2}$频谱硬频谱。超高能核的超太阳丰度是由于TeV-PeV能量的注入而实现的。结果表明，我们的模型可以合理地解释最高能谱和质量组成，与各向异性数据没有矛盾。
2018-01-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Acceleration and propagation of ultrahigh energy cosmic rays
尽管在过去的50年里进行了巨大的实验努力和活跃的理论研究，但最高能量宇宙射线的起源仍然是现代天体物理学中最引人注目的谜团之一。在过去的十年中已经知道了令人兴奋的实验结果，最特别的是在预期的位置检测到一个截止的长期寻求Greisen-Zatsepin-Kuzmin抑制以及大规模各向异性的证据。本文总结和讨论了该领域的最新研究成果。
2012-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE physics.plasm-ph
Questioning Cosmic Acceleration with DESI: The Big Stall of the Universe
本文利用DESI重子声学振荡等数据，在超过5σ置信水平上发现宇宙在CPL情景下经历三次减速并最终进入“大停滞”，挑战了宇宙加速膨胀的传统认知。
2025-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Detecting the cosmic acceleration with current data
研究了减速参数q作为宇宙学加速膨胀的诊断参数。通过将光度距离扩展到红移的四阶和所谓的两个红移仓的y红移，并拟合SNIa数据（Union2），当前减速参数的边缘似然分布表明宇宙加速仍在增加，但在不久的将来可能有减缓的趋势。我们还通过将哈勃参数扩展到三阶，将哈勃演化数据与SNIa数据拟合在一起，表明在$2σ$误差范围内排除了当前的减速膨胀。本文还用一种非参数化的方法对这一问题作了进一步的探讨，即由SNIa的距离模直接重建减速参数，这种方法既不依赖于广义相对论的正确性，也不依赖于宇宙的内容或任何关于宇宙学参数的假设.宇宙加速度是否会继续增加，还需要更精确的观测数据和更有效的方法来明确答案。
2012-09-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Extended reagions of radio emission not associated with the AGN phenomenon as sources of acceleration of cosmic rays: The case of cD galaxies
与活动星系核现象无关的弥散、非热扩展辐射，在许多活动星系核所在的星系团中发现，与宇宙射线的加速有关。在目前的工作中，我们提出了初步的证据，没有这样的形成在星系团托管的光学识别的CD星系。我们的子样本包括三个强大的低红移射电星系，集中在贫穷的星系团。我们一直在寻找无线电遗迹和（微型）晕，它们可能是活动星系核产生的气泡对宇宙射线的限制而形成的。我们报告正在进行的工作。
2012-09-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
On the origin and acceleration of cosmic rays: Cooling flow clusters and AGN hosts
我们正在星系团的X射线选定样本中寻找射电“遗迹”和“晕”。这些射电特征不是活动星系核（AGN）机制的产物，而更有可能与过去的星系团合并事件有关。活动星系核的冷却流团的主机包含粒子泡，显示非热无线电发射。如果这些气泡能够有效地限制宇宙射线，它们就可以解释射电遗迹和光环的存在。团内磁场和团环境可以揭示宇宙射线的加速机制。使用无线电/X射线数据和分析方法，我们检查三个活动星系核主机出我们的70个集群，即武仙座A，3C 310和3C 388。我们发现这些星团中没有一个包含遗迹和/或光环。
2011-09-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
