Investigation of the Properties of Galactic Cosmic Rays with the KASCADE-Grande Experiment
利用KASCADE-Grande实验研究了能量在$10^{14}$ ~ $10^{18}$ eV之间的银河宇宙射线的性质。最近的结果进行了讨论。它们主要涉及全粒子能谱和宇宙射线的元素组成。
2009-11-12 astro-ph.HE
PICARD: A novel code for the Galactic Cosmic Ray propagation problem
在这篇手稿中，我们提出了一个新的方法，银河宇宙线传播问题的数值解。我们介绍了一种方法，使用先进的当代数值算法，同时保留其他既定的代码的一般复杂性。在本文中，我们提出了基本的数值方案，结合测试表明该计划的正确性。最后，我们展示了第一个例子的传播问题的解决方案，使用新的代码，以显示其适用性银河宇宙线传播。
2014-01-16 astro-ph.HE
Ultra High Energy Particles Propagation and the Transition from Galactic to Extra-Galactic Cosmic Rays
讨论了超高能宇宙射线在天体物理背景中传播的基本特征，比较了两种计算超高能宇宙射线通量的方法。我们还讨论了银河系和河外宇宙射线之间的过渡问题，使用流量的理论结果比较不同的模型。
2012-07-09 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Ray Anisotropy as Signature for the Transition from Galactic to Extragalactic Cosmic Rays
通过计算银河系源发射的宇宙射线在地球上的各向异性，我们限制了从银河系到河外宇宙射线跃迁的能量。由于扩散近似在E/Z >~ 10^（16-17）eV时开始失效，我们使用银河系磁场模型并考虑其规则和湍流分量来传播单个宇宙射线（CR）。湍流场是在嵌套网格上生成的，该网格允许空间分辨率下降到秒差距的几分之一。假设银河系的CR源足够频繁，那么对于大部分较轻或中等的主要成分计算出的偶极子振幅超过了俄歇合作组在E ~ 10^18 eV附近测量到的偶极子边界。因此，在踝关节或以上的过渡将需要一个沉重的成分或一个相当极端的银河磁场强度>~ 10 μ G。此外，KASCADE-Grande的数据表明，在10^17 eV和10^18 eV之间的快速上升的质子贡献应该是河外起源的。如果重核在E >~ 10^18 eV处占主导地位，那么跃迁能量可以接近脚踝，如果银河系CR是由足够频繁的瞬变产生的，例如磁星。
2012-07-16 astro-ph.HE
Galactic cosmic ray propagation models using Picard
我们目前的结果从我们新开发的银河宇宙射线传输代码PICARD，解决了宇宙射线传输方程。该代码允许计算宇宙射线光谱和由此产生的伽马射线发射。依靠当代的数值求解器，可以有效地计算具有十秒差距分辨率的模型。PICARD可以处理局部各向异性空间扩散，确认完整的扩散张量。我们使用这个框架来研究从轴对称到螺旋臂宇宙射线源分布的过渡。只要有可能，我们就将模型预测与宇宙射线天体物理学中的约束观测值进行比较。
2015-10-09 astro-ph.HE
Galactic Centre as an efficient source of cosmic rays
自费米泡和伽玛射线辐射的发现以来，银河系中心的研究受到越来越多的关注，人们试图了解它在初级宇宙射线（CR）的起源和加速中的作用。基于扩散/再加速模型，利用GALPROP软件求解了宇宙射线的扩散方程，并根据银河系中心几个能量源与产生的GeV-TeV扩散γ射线之间的关系，将计算结果与CR谱进行了比较。计算了银河系中心的宇宙线分布和γ射线通量，并探讨了它对地球观测到的宇宙射线谱和化学成分的贡献。我们还讨论了不同的星际气体模型的核相互作用的影响。
2020-06-03 astro-ph.HE
Search for Galactic Cosmic Ray Sources with H.E.S.S
超新星遗迹（SNRs）是加速银河宇宙射线的主要候选者。宇宙射线与周围物质相互作用的示踪剂是TeV能量的伽马射线，可以用地面切伦科夫望远镜（如H.E.S.S.）观察到。近年来，H.E.S.S.已经检测到了几个SNRs和SNRs与分子云的相互作用。在这里，目前的结果，这些意见和可能的轻子和强子的情况进行了讨论。结果表明，SNRs很可能是银河系宇宙射线的来源。
2012-01-03 astro-ph.HE
Cosmic ray driven galactic winds
星系风是星系生态和演化的主要反馈过程。它们无处不在地被观察到，并表现出丰富的现象学，其起源在理论和观测上都得到了积极的研究。宇宙射线被广泛认为是星系风的可能驱动因素，特别是在银河系中。宇宙线驱动风的形成与星系中宇宙线输运的微观物理密切相关，使其成为一种内在的非线性和多尺度现象。在这种复杂的相互作用中，宇宙射线的分布影响着风的发射，反过来，又受到风的影响。在这篇评论中，我们总结了目前的知识，宇宙射线的物理学参与风的形成和风的流体动力学。我们还讨论了与宇宙线驱动的风的研究和未来可能的改进和方向的理论困难。
2021-01-06 astro-ph.HE
Galactic Cosmic Rays - Theory and Interpretation
围绕着宇宙射线的银河系成分的争论，能量收支，组成问题，光谱特征，各向异性，来源等，将被严格审查。我们正在进入银河系宇宙射线研究的一个新阶段，越来越清楚的是，精确的测量正在揭示新的，在某些情况下是意想不到的，这些特征迫使我们开发更复杂的模型来研究它们的产生和传播。然而，基本概念似乎是相当坚实的，在金兹伯格和瑟罗瓦茨基的经典著作《宇宙射线的起源》发表后的50多年里几乎没有什么变化。
2017-08-29 astro-ph.HE
Is the Galactic Cosmic Ray Spectrum Constant in Time?
假设被认为是目前的银河宇宙射线谱是目前软比它的时间平均由于源不透明。地下μ源核素的测量可以提供时间平均谱的独立测量。源不透明度也可以解释IceCube合作报告的令人惊讶的低各向异性。对银河系发射超高能量子（如UHE伽马射线和中微子）的预测可能高于或低于先前的估计。
2013-02-20 astro-ph.HE
Cosmic rays in galactic and extragalactic magnetic fields
我们简要地回顾宇宙射线的来源，它们的组成和光谱，以及它们在银河系和河外磁场，规则和波动的传播。特别注意的是最近的X射线和γ射线观测结果，揭示了银河系宇宙射线的起源和皮埃尔俄歇天文台的超高能宇宙射线的挑战性的结果。概述了高能天体物理学和宇宙线天文学在确定超高能宇宙射线源、粒子加速机制、测量星系际辐射场和揭示不同尺度磁场结构等方面的前景。
2011-05-01 astro-ph.HE
Can Ultrahigh Energy Cosmic Rays Come from Gamma-Ray Bursts? II: Cosmic Rays Below the Ankle and Galactic GRB
推导了相对论冲击波加速宇宙线所能达到的最大能量。它表明，来自星际介质中长伽玛射线暴的前向冲击足够强大，足以产生$4\times 10^{18}$ eV的银河宇宙射线分量，直到脚踝，正如以前的建议（Levinson和Eichler，1993）。进一步认为，如果银河系外长伽玛暴也对踝部的成分产生影响，那么太阳圈内偶然发生的银河系伽玛暴的贡献将超过太阳圈向外通量的观测极限，除非不透明度和/或光束导致当前的贡献小于时间平均值的$10^{-3}$倍，并指出了这些避免方案的困难。
2011-08-22 astro-ph.HE
Investigation of the Galactic Magnetic Field with Ultra-High Energy Cosmic Rays
提出了一种修正超高能宇宙射线在银河系磁场中偏转的方法。我们通过模拟质子的预期到达方向，使用法拉第旋转和同步辐射测量得出的字段的参数化执行这些校正。为了评估该方法，我们介绍了一个模拟的天体物理方案和两个观测设计用于测试宇宙线偏转。我们表明，质子可以通过利用银河系的磁场模式。因此，宇宙线在银河场中的偏转可以通过实验来验证。该方法还使得能够搜索宇宙射线与源候选者的方向相关性。
2015-10-25 astro-ph.HE
Impact of transport modelling on the $^{60}$Fe abundance inside Galactic cosmic ray sources
ACE-CRIS合作最近发布了银河宇宙射线中放射性$^{60}$ Fe核丰度的测量结果，能量范围为每个核子$\sim 195-500$ MeV。我们模拟宇宙射线的传播，并从这个测量中得到的$^{60}$ Fe/ $^{56}$ Fe的比例，预计在银河系宇宙射线的来源。我们描述宇宙射线的起源和运输的磁盘/晕扩散模型的框架内，即在我们的银河系中的物质和宇宙射线源被限制在一个薄的磁盘的情况下，而宇宙射线的传播发生在一个更大的晕，可以忽略不计的物质密度。我们解决了宇宙射线输运方程占spiritual反应，衰变和电离损失以及平流。我们发现，在源处的$^{60}$ Fe/ $^{56}$ Fe的比值必须非常接近在地球上的本地宇宙射线谱中检测到的值，这是由于溅射反应对$^{56}$ Fe比对$^{60}$ Fe更有效的事实。这样的结果可以帮助确定银河宇宙射线的来源。
2020-03-10 astro-ph.HE
The Dipole Anisotropy of Galactic Cosmic Rays
银河系宇宙射线的到达方向在不同的角尺度上表现出千分之一的各向异性。最近对TeV-PeV宇宙射线的观测表明，偶极各向异性具有很强的能量依赖性，在100 TeV附近出现相位翻转。我们认为，这种行为可以很好地理解的各种效应的组合：宇宙射线的各向异性扩散，附近的源的存在下，康普顿-Getting效应从我们的相对运动和地面观测站的重建偏差。
2018-11-20 astro-ph.HE
An Alternative Explanation of the Varying Boron to Carbon in Galactic Cosmic rays
有人认为，银河系宇宙射线中硼碳丰度比随能量的下降，部分是由于在银河系圆盘的给定区域中通过冲击加速可获得的最大能量与逃逸前穿过的克重之间的相关性。在这种情况下，从银河系逃逸率的能量依赖性可能比以前认为的要小，反质子的光谱变得更容易理解。
2017-08-16 astro-ph.HE
Anisotropic diffusion of galactic cosmic ray protons and their steady-state azimuthal distribution
宇宙射线的银河系输运模型包括这些粒子在星际介质中的扩散运动。由于大规模的结构化银河磁场，这种扩散是各向异性相对于当地的磁场方向。我们包括这种传输效应以及连续的损失过程中的定量模型的宇宙射线质子的银河系传播的随机微分方程的基础上。我们计算了太阳银河系轨道上不同位置的能谱，并将其与各向同性扩散情况进行了比较。结果表明，一个更大的幅度的变化，以及不同的光谱形状，在引入各向异性扩散的情况下，强调需要准确的银河磁场模型。
2012-10-04 astro-ph.HE
Spectral features in galactic cosmic rays
最近的空间实验结果使宇宙射线数据达到了精确的水平。这些新的结果能够挑战宇宙射线在银河系中加速和传播的传统场景。在这些贡献，写的第十七次火山研讨会，我们将给出宇宙线通量的最新结果的概述，并将讨论一些可能的解释。这些测量有一个共同的特点，即存在意想不到的和尚未完全理解的光谱特征。
2018-08-22 astro-ph.HE
The Cosmic Ray Population of the Galactic Central Molecular Zone
银河系中心的条件经常被拿来和星暴系统比较，后者比我们的银河系圆盘有更高的超新星爆发率、更强的磁场、更强的辐射场和更大量的致密分子气体。这种增强的星际介质与宇宙射线之间的相互作用导致更明亮的无线电和伽马射线发射。在这里，我们测试如何以及银河系中心和星暴星系之间的比较，适用于宇宙射线相互作用的银河系中心预测产生的伽马射线发射的模型。该模型只能部分解释观测到的伽马射线和射电辐射。γ射线谱的模型同意在TeV的能量，但不是在GeV的能量的数据。此外，由于无线电和伽马射线光谱模型的拟合需要在最佳风速和磁场强度上有显着差异，我们发现单区模型不能单独解释银河系中心观测到的辐射。我们的模型是通过包括一个软的，额外的宇宙射线人口的改善。我们评估这样的宇宙射线人口和它的潜在来源，并发现宇宙射线电子光谱是积极的宇宙射线质子光谱的青睐。
2014-05-27 astro-ph.HE
Cosmic Ray Origin: Lessons from Ultra-High-Energy Cosmic Rays and the Galactic/Extragalactic Transition
我们研究银河宇宙射线（GCR）的起源问题，根据光谱最高能量端的数据。我们认为，皮埃尔俄歇天文台和卡斯卡德-格兰德实验的数据表明，银河系和河外成分之间的过渡发生在脚踝的能量在全粒子宇宙射线谱，并在能量的顺序为$10^{17}$ eV的质子。银河系质子如此高的能量似乎很难与一般的观点相一致，即GCR是由单个超新星遗迹（SNRs）的前向激波的标准扩散激波加速过程加速的。我们还审查了各种困难的标准SNR-GCR连接，有关轻元素丰度的演变和显着的同位素异常。我们指出，银河系中超新星注入的大部分能量实际上是在超级气泡中释放的，因此这可能在宇宙射线的起源中发挥重要作用，并且可以以一种相当自然的方式解决标准SNR-GCR场景中的一些持续问题。
2014-10-09 astro-ph.HE
Galactic cosmic ray propagation: sub-PeV diffuse gamma-ray and neutrino emission
西藏ASgamma实验刚刚报告了他们对银河系盘的亚PeV弥散伽马射线发射的测量，最高能量可达957 TeV。这些伽马射线很可能是宇宙射线与银河系星际气体相互作用的强子起源。这项测量为银河系宇宙射线可以被加速到PeV能量以上的假设提供了直接的证据。本文试图用宇宙射线扩散传播模型来解释亚PeV扩散γ射线谱。我们发现，有一个紧张之间的sub-PeV扩散伽马射线和本地宇宙线谱。为了描述亚PeV扩散γ射线通量，通常需要比膝区测量更大的局部宇宙射线通量。我们进一步从宇宙线传播模型计算了PeV中微子流。即使所有这些亚PeV扩散伽马射线都来自传播，银河中微子也只占观测到的通量的不到15%，其中大部分仍然来自河外源。
2021-04-08 astro-ph.HE
On the Galactic Center Being the Main Source of Galactic Cosmic Rays as Evidenced by Recent Cosmic Ray and Gamma Ray Observations
基于一系列新的观测证据，我们重新审视了银河系中心（GC）是银河系宇宙射线（GCR）的主要来源这一观点。提出了一个统一的模型来同时解释GCR和$γ$射线的新现象。一般认为，在GC过去的活动中，GCR加速。在强辐射场中，由于GC的活动，GCR的对产生过程是宇宙线谱的膝结构的原因。由对产生相互作用产生的一部分$e^+e^-$，可以在诱导的双极喷流中被再加速并被输送到晕中，留下费米$γ$射线泡和WMAP微波霾作为残留信号。最后，扩散在球丘中的CR可以进一步与星际介质相互作用，产生低能量的$e^+e^-$。冷却后，这些正电子可能会湮灭，产生INTEGRAL发现的511 keV谱线发射。
2013-01-23 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic-ray driven dynamo in galactic disks
我们提出了新的发展，宇宙射线驱动，银河发电机，建模的直接，电阻CR-MHD模拟，ZEUS和PIERNIK代码进行。发电机的作用，导致放大的大尺度星系磁场的星系旋转时标，出现作为一个结果，星系的差异旋转，浮力的宇宙线分量和电阻耗散的小尺度湍流磁场。我们的新结果包括证明由超新星遗迹中提供的宇宙射线驱动的全球-银河发电机作用。新的一系列全球星系发电机模型的一个重要成果是气体湍流能量与磁场能量和宇宙线能量均分，在大星系尺度上的发电机饱和状态。
2008-12-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Impact of Cosmic Ray Transport on Galactic Winds
由于认识到宇宙射线可以有效地加速星系风，超新星和年轻恒星产生的宇宙射线的作用最近开始在星系形成和演化的研究中受到重视。宇宙线的微观输运过程是决定宇宙线风驱动效率的基础。以前的研究集中在通过恒定的扩散系数或通过流成比例的阿尔芬速度的宇宙线传输建模。然而，在主要是冷的中性气体中，宇宙射线可以比在电离介质中传播得更快，并且有效传输可以显著更大;即，宇宙射线可以与气体分离。我们进行三维磁流体动力学模拟补丁的星系盘，包括宇宙射线的影响。我们的模拟包括在寒冷的中性星际介质中宇宙射线的退耦。我们发现，相比于普通的扩散宇宙线传输的情况下，考虑去耦导致显着不同的风的性质，如气体密度和温度，显着更广泛的空间分布的宇宙射线，和更大的风速。这些结果对X射线、伽马射线和射电辐射，以及环星系介质的磁化和宇宙射线污染都有意义。
2018-02-23 astro-ph.HE
Modulation of the galactic cosmic ray spectrum in an anisotropic diffusion approach
本文提出一种在真实银河磁场中采用一般形式各向异性扩散张量的宇宙线传播模型，解释了1-30 PV膝区银河宇宙线谱的调制及其空间变化，归因于泄漏机制改变。
2025-07-20 astro-ph.HE
Expectations for high energy diffuse galactic neutrinos for different cosmic ray distributions
宇宙射线与我们银河系中的气体相互作用是扩散高能中微子的可靠来源。我们提供了这个组件的期望，考虑不同的假设宇宙射线在银河系中的分布，旨在涵盖宇宙射线传播模型中的大的不确定性。考虑探测器角分辨率的影响，计算了扩散银河中微子流的角依赖性和冰立方中高能起始事件的对应率。此外，我们还讨论了从各向同性天体物理流量中区分银河分量的可能性。我们表明，从银道面在目前的冰立方数据的统计上显着过剩的事件将有利于模型，其中在银河系内区域的宇宙射线密度远大于其本地值，从而带来有关的宇宙射线径向分布的信息。
2016-06-14 astro-ph.HE hep-ph
Galactic origin of ultrahigh energy cosmic rays
利用雅库茨克、AGASA、俄歇等台阵资料，分析了高能广泛空气簇射（EAS）的到达方向。首次用AGASA和俄歇阵列资料构造了粒子分布的天球等暴露图。利用雅库茨克、AGASA和俄歇阵列的观测数据，在E> 4.1019eV处观测到了宇宙粒子的大尺度各向异性。讨论了宇宙粒子的起源问题。
2009-02-16 astro-ph.HE
ANTARES constraints on a Galactic component of the IceCube cosmic neutrino flux
宇宙中微子的冰立方证据激发了大量关于其起源的假设，主要是由于对淋浴事件方向的测量精度不高。在目前的数据集中，南北不对称表明可能存在银河系的组成部分。这可能是由单个点状源或从银河系的扩展区域起源的。预计来自这些假设的通量。有些数值受到ANTARES中微子望远镜目前可用上限的限制。
2015-02-05 astro-ph.HE
The transition from Galactic to extragalactic cosmic rays: the high-energy end of the Galactic spectrum
为理解局域宇宙线能谱，本文回顾0.1 - 10×10¹⁸ eV范围内银-河外宇宙线转变的多种模型，指出银河系成分的高能端信息对该转变研究至关重要，并简述其最佳潜在源预期的能谱高能部分。
2024-11-26 astro-ph.HE
Large Scale Anisotropy of Cosmic Rays and Directional Neutrino Signals from Galactic Sources
我们从能谱的形状和到达方向的分布两个观测量来研究银河系中中微子-宇宙线源的联系。我们还研究了相关的伽马射线发射从这些来源。
2014-03-27 astro-ph.HE
The Galactic magnetic field and its lensing of ultrahigh energy and Galactic cosmic rays
人们早就认识到，磁场在许多天体物理环境中发挥着重要作用，但太阳系以外的磁场的强度和结构充其量只是定性的限制。特别是银河系磁场是至关重要的模拟银河系CRs的运输，计算背景的暗物质和CMB宇宙学研究，并确定来源的UHECRs。这份报告简要概述了我们对银河系磁场（GMF）及其对银河系和高能宇宙射线的透镜效应的理解的最新重大进展。
2015-11-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Anomalous Galactic Cosmic Rays in the Framework of AMS-02
质子和氦核是宇宙辐射中最丰富的成分，它们的宇宙射线能谱在能量超过100 GeV/核子时表现出显著的硬化。AMS-02的最新数据证实了这一特征，具有更高的意义。这一数据挑战了目前银河系源中宇宙射线加速和在银河系中传播的模型。在这里，我们解释了所观察到的质子和氦核的光谱中的宇宙射线扩散理论在湍流天体物理源的最新进展，作为不同的宇宙射线扩散制度之间的过渡的结果。我们利用从正常扩散到超扩散的转变改变了粒子加速的效率并引起谱指数的变化这一事实重建了观测到的宇宙线谱。我们发现，计算的质子和氦谱与数据吻合得很好。
2016-12-19 astro-ph.HE
Propagation of Ultra-high-energy Cosmic Rays in Galactic Magnetic Field
银河系磁场（GMF）不可避免地影响着超高能宇宙射线（UHECR）的传播轨迹。由于这一必然性，研究转基因食品中的传播，以解释最近的UHECR实验结果的重要性已经增加。本文综述了GMF对超高频电磁辐射传播和到达方向的影响，并介绍了近年来抑制超高频电磁辐射源的研究。
2011-04-02 astro-ph.HE
Observation of Galactic Cosmic Rays and Gamma Rays with the High Altitude Water Cherenkov Observatory
高海拔水切伦科夫天文台（HAWC）正在对北半球100 GeV至100 TeV之间的宇宙射线和伽马射线进行无偏调查。HAWC是目前唯一一个运行中的高分辨率宽场TeV天文台，并有一个强大的程序来搜索耀斑和其他伽马射线的瞬态源。该探测器也非常适合于观察伽马射线发射和宇宙射线各向异性的空间扩展区域。HAWC最近结束了其第一年的数据采集与完整的探测器。结果不仅包括许多已知的TeV点源的观测，而且还包括来自银河系物体的扩展发射，如Geminga超新星遗迹。这些结果对宇宙射线数据中观察到的几种天体物理异常的起源有影响，例如地球上银河系正电子过剩。我们将描述HAWC的结果，重点是对宇宙射线和银河系伽马射线源的观测。
2017-01-22 astro-ph.HE
Reacceleration of Galactic Cosmic Rays Beyond the Knee at the Termination Shock of a Cosmic-Ray-Driven Galactic Wind
本文提出星系风模型，研究银河宇宙线在约200 kpc处星系风终端激波上的扩散激波再加速机制，发现可获得10-40 PV刚度并解释IceCube/IceTop质子能谱的一半，同时指出逃逸粒子可被星系际激波进一步加速。
2023-01-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Understanding the galactic cosmic ray dipole anisotropy with a nearby single source under the spatially-dependent propagation scenario
最近对银河系宇宙线到达方向偶极各向异性的研究表明，TeV-PeV偶极各向异性的振幅并不满足简单的幂律，而且在能量为$0.1\sim0.3$ PeV处存在快速的相位变化。在这项工作中，我们认为，偶极各向异性的振幅和相位随能量的演化可以复制下的空间依赖的传播方案与附近的单个源添加。结果表明，在空间相关的传播情景下，附近的单个源对$0.1\sim0.3$ PeV以下的宇宙线梯度有显著影响，导致该能区的偶极各向异性相变.银河系宇宙射线的偶极各向异性振幅也可以维持在较低的水平，这与地下μ子和空气簇射实验的观测结果一致。
2019-01-02 astro-ph.HE
Vela as the Source of Galactic Cosmic Rays above 100 TeV
考虑到局域超泡和各向异性扩散的影响，我们模拟了最近的年轻超新星残留Vela对局域宇宙线通量的贡献。这个源在宇宙线膝附近能量区的主要贡献可以自然地解释观测到的单个核群的通量及其总通量。加上前面提出的2- 300万年历史的本地CR源的CR通量，这两个本地源的合并通量可以很好地描述200 GeV到向河外CR跃迁的整个能量范围内的CR谱。
2018-12-09 astro-ph.HE
On the cosmic-ray distribution in the Galactic Center region: New insights from H.E.S.S
本研究利用H.E.S.S.数据对银河系中心弥散辐射进行三维似然分析，验证了中央分子区连续注入宇宙线并扩散的模型，并首次发现银河系中心脊辐射在10-20 TeV处存在光谱转变。
2025-06-30 astro-ph.HE
Origin of the Cosmic Ray Galactic Halo Driven by Advected Turbulence and Self-Generated Waves
银河系宇宙射线传输的扩散范例是我们理解这些高能粒子起源的核心。然而，值得回顾的是，星际介质中扩散系数的标准化、能量依赖性和空间范围是根据数据拟合的，通常不是从更基本的原理推导出来的。在这里，我们讨论的情况下，宇宙射线的扩散特性来自波的自生成和平流的银河系盘，其中的宇宙射线的源被假定位于相结合。我们第一次表明，晕自然产生于这些现象，与几个千秒差距的大小，兼容的值，通常最适合观察宇宙射线扩散的简单参数方法。我们还表明，在这样一个晕的结果在硬化的初级宇宙射线在~300 GV的光谱中的运输。
2018-07-10 astro-ph.HE
Global simulations of galactic winds including cosmic ray streaming
星系外流在星系演化中起着重要的作用。尽管它们很重要，但对驱动这些风的物理机制缺乏详细的了解。为了更深入地了解这些流动的性质，我们对一个孤立的银河系大小的星暴星系进行了全球三维磁流体动力学模拟。我们专注于超新星注入的宇宙射线的动力学作用，特别是对宇宙射线沿磁场的流动和各向异性扩散的影响。我们发现，这些微物理效应可以有一个显着的影响，取决于等离子体物理的细节的风发射和质量负载的因素。由于宇宙线流的不稳定性，在星际介质中传播的宇宙射线会被自激阿尔芬波散射并耦合到气体中。当由于流动不稳定性引起的波增长被某些阻尼过程（如湍流阻尼）抑制时，宇宙线与气体的耦合较弱，其有效传播速度大于阿尔芬速度。或者，宇宙射线可能从由另一种机制驱动的“非本征湍流”散射。我们证明，适度的超阿尔夫文宇宙线流的存在下，提高银河风驱动的效率。宇宙射线沿着部分有序的磁场从银盘附近的致密区域流走，在这个过程中，加速了更稀薄的气体远离星系。对于宇宙射线加速效率与观测约束大致一致，宇宙射线降低银河系恒星形成率，并显着帮助发射银河风。
2016-02-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic ray driven winds in the Galactic environment and the cosmic ray spectrum
逃离银河系的宇宙射线对星际介质施加一个远离银河系圆盘的力。如果这个力大于由于银河系中嵌入的质量引起的引力，那么银河风可能会被发射。这样的外流可能对宿主星系的恒星形成历史有重要的影响，反过来又以一种关键的方式影响宇宙射线的传输，这是由于风的平流和相同的宇宙射线通过流动不稳定性激发波。发射宇宙射线诱导风的可能性和这种风的性质取决于环境条件，例如风底部等离子体的密度和温度以及引力势，特别是由暗物质晕贡献的引力势。在本文中，我们提出了一个关键的评估的可能性，发射宇宙射线诱导风银河系和风的属性如何取决于在风的基础上的条件。特别注意的是，在不同的位置观察到的星系盘上的宇宙射线的频谱上的风发射的不同条件的影响。我们还评论了宇宙线诱导风如何与最近观测到的类星体光谱中的氧吸收线和空白天空的发射线进行比较，如XMM-牛顿/EPIC-MOS所测量的。
2017-03-13 astro-ph.HE
Solar Modulation of Galactic Cosmic Rays: Physics Challenges for AMS-02
阿尔法磁谱仪（AMS）是2011年5月安装在国际空间站上的新一代高能物理实验，自那时以来一直在运行。AMS利用在空间探测到的前所未有的大量粒子和反粒子，正在对宇宙射线能谱和成分进行精确测量。在本文中，我们讨论了太阳调制银河系宇宙射线，可以与AMS我的专门测量宇宙射线质子，氦，电子和正电子通量的时间依赖性的手段进行调查的物理。
2018-07-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
The strong suppression of Galactic cosmic rays reaching AU Mic b, c and Prox Cen b
银河系宇宙射线的传播在太阳系中已经得到了很好的理解，但是对于M矮星系统的研究却很少。量化到达系外行星的宇宙射线的通量很重要，因为宇宙射线与生命有关。在这里，我们计算银河宇宙线流量在AU Mic和Prox Cen行星系统。我们用一维宇宙线输运模型研究了银河系宇宙射线的传播。我们发现，对于Prox Cen b，AU Mic b和AU Mic c，银河宇宙线通量受到强烈抑制，并且低于到达地球的通量。我们包括在我们的模型中，第一次为太阳以外的恒星，径向粒子漂移的影响，由于在恒星磁场的梯度和曲率。对于Prox Cen，我们发现，包含粒子漂移导致银河系宇宙射线通量的抑制比当它被排除在模型之外。在AU Mic的情况下，我们探索两种不同的风环境，低和高恒星风质量损失率。对于AU Mic，粒子漂移也导致对银河宇宙线通量的抑制较少，但它只对高质量损失率场景有意义。然而，AU Mic的两种风情景强烈抑制了银河系的宇宙射线。总的来说，需要仔细模拟恒星风来计算到达系外行星的银河宇宙射线通量。这里发现的结果可用于解释未来的系外行星大气观测和大气模型。
2022-06-09 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
WATCHDOG: A Comprehensive All-Sky Database of Galactic Black Hole X-ray Binaries
随着更灵敏的全天空仪器的出现，瞬变宇宙的探测比以往任何时候都要深入。利用现有资源，我们建立了一个全面的黑洞数据库1996年至2015年期间X射线双星（和黑洞候选者）的活动，由全天空仪器、扫描巡天和国际伽马射线天体物理实验室上的窄场X射线仪器揭示（INTEGRAL）、全天X射线图像监视器（MAXI）、罗西X射线定时探测器（RXTE）和雨燕望远镜;全天阿尔伯塔时间分辨综合星系黑洞数据库或看门狗。在过去的二十年里，我们已经检测到132个瞬态爆发，跟踪和分类发生在47个瞬态和10个持续吸积黑洞的行为，并对银河系人口的一些爆发特性进行了统计研究。我们发现，爆发所经历的BHXB没有达到热占主导地位的吸积状态构成了相当大的一部分（$\sim$ 40%）的银河系瞬态BHXB爆发样本在过去的$\sim20$年。我们的研究结果表明，这种“硬只”的行为，观察到的瞬态和持续吸积BHXB，既不是一种罕见的现象，也不是最近的现象，可能是一个潜在的物理过程，相对常见的二进制BH，涉及到BH的质量转移率保持在一个低水平，而不是增加的爆发演变。我们讨论了如何更大的数量这些“硬”爆发和检测到的爆发一般有显着的影响的光度函数和质量转移历史的银河系BHXB人口。
2015-11-24 astro-ph.HE
Propagation of Galactic cosmic rays: the influence of anisotropic diffusion
本文利用随机微分方程和 Jansson–Farrar 磁场模型模拟宇宙线各向异性扩散，量化垂直扩散对其银河停留时间及穿过物质量的影响。
2025-06-16 astro-ph.GA astro-ph.HE
Are 10 EeV cosmic rays extragalactic? Theory of cosmic ray diffusion at high energy
俄歇合作组织已经报道了在8 EeV以上的宇宙射线的到达方向上的大尺度各向异性。偶极方向，距离银河系中心125 $^\circ$，被认为是这些宇宙射线起源于银河系外的指示。我们表明，无论是理论上和直接数值模拟，这不一定是真的。起源于银河系并在银河系磁场中扩散的中等质量原子核可能具有指向远离银河系中心的偶极各向异性。我们的理论预测四极各向异性的数量级相同的偶极子。
2018-07-26 astro-ph.HE
On the Galactic origin of ultra-high energy cosmic rays
本文提出银河系中心超大质量黑洞相对论性喷流加速粒子的机制，解释了 $10^{15}$ eV 以上宇宙射线能谱，并论证了其轻重化学成分均与观测一致。
2024-06-03 astro-ph.HE
Neutrino yield from Galactic cosmic rays
利用事件发生器QGSJET-II计算了宇宙线核与气体碰撞的中微子产额。我们首先提出的一般特性和中微子产额的数值计算结果假设幂律通量的初级CR核。然后，我们使用三个参数化的银河系CR通量推导出的中微子产率的能量周围和膝盖以上。超过$\sim 10^{14}$ eV的中微子流的形状和归一化取决于所用的银河系CR流的组成，但通常由其质子组成。光谱形状和中微子通量的大小表明，冰立方过剩是没有连接到银河系海CRs的相互作用。如果这些事件中有一小部分起源于银河系，那么它们可能是由最近附近的银河系源周围的CR超密度造成的。
2014-10-28 astro-ph.HE
Fermi bubble $γ$-rays as a result of diffusive injection of Galactic cosmic rays
最近，{ \it{Fermi} }太空望远镜发现了两个大的$γ$射线发射区，即所谓的“费米泡”，它们延伸到银河系中心上方和下方的$\sim 50^\circ$。发现气泡的$γ$射线发射遵循强度和光谱形状没有显著空间变化的硬光谱。发射的起源仍然不清楚。建议的解释包括高速银河风从银河系中心注入宇宙射线核，多次冲击的电子加速和气泡内的随机电子加速。在这封信中，有人提出，$γ$ -射线可能是银河宇宙射线质子在银河系传播过程中扩散注入的结果。考虑到气泡是缓慢膨胀的，并且宇宙射线在气泡内的扩散比在平均星系中慢得多，同时由于绝热膨胀和与气泡等离子体的非弹性碰撞而遭受损失，该模型可以解释观察到的强度分布、发射光谱和测量的光度，而不像其他现有模型那样调用任何额外的粒子产生过程。
2013-10-02 astro-ph.HE
Ultra-High Energy Cosmic Rays from the Galactic Center
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radiowave Propagation, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普什科夫地磁、电离层和无线电波传播研究所）
研究通过银河系中心的吸积事件和喷流解释了超高能宇宙射线的起源，提出银河系晕中的磁场可能极低以实现有效约束。
2026-01-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic Cosmic-Ray Induced Production of Lithium in the Small Magellanic Cloud
最近，在银河系以外的第一个锂探测是在小麦哲伦云的低金属量气体中进行的，这是预期的原始值水平。在任何环境中观察到的锂都有一部分是原始来源的，但总有一些后BBN（大爆炸核合成）的污染，因为锂也可以在宇宙射线与星际介质的相互作用中产生。利用涉及宇宙射线的过程产生锂的事实，但也通过中性π介子衰变的伽马射线，我们使用费米-LAT的小麦哲伦云伽马射线观测作出预测，在这个星系中的锂的量是由银河系宇宙射线在超新星遗迹中加速产生的。通过包括两个聚变过程，以及较重的原子核的溅射，我们发现银河系的宇宙射线可以产生非常少量的锂。对于锂同位素6（只能由宇宙射线产生），我们只能解释测量丰度的0.16%。如果这些宇宙射线确实是造成如此小的锂产量的原因，那么观测到的丰度可能是一些其他来源的结果，这在论文中进行了讨论。
2016-09-27 astro-ph.HE
Cosmic Rays in the Disk and Halo of Galaxies
本文对宇宙线传播模型进行了综述。结果表明，宇宙线起源理论的发展必然导致这样的结论：宇宙线在银河系中的传播是由有效粒子散射决定的，而有效粒子散射可用空间扩散来描述。银盘被一个扩展的晕圈所包围，宇宙射线在逃逸到星系际空间之前被限制在其中。在很长一段时间里，人们认为来自银河系的宇宙射线对流外流（银河风）是微不足道的。然而，对流体动力学稳定性的研究和对ISM动力学（包括宇宙射线）的分析表明，星系风在盘附近发出，并朝着晕加速，在远离盘的地方达到最大速度。因此对流宇宙线输运在星系晕中应该是重要的。最近对EGRET数据的银河系盘中伽马射线发射率的分析表明，宇宙射线在盘的径向方向上或多或少均匀分布，以及对星系晕中软X射线发射的解释，提供了令人信服的证据，证明在恒星形成星系中存在星系风。
2009-05-19 astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultra-high energy cosmic ray correlations with Active Galactic Nuclei in the world dataset
Pierre Auger合作组最近提出了最高能量宇宙射线的到达方向与活动星系核（AGN）子集相关的假说。我们使用雅库茨克、AGASA和HiRes实验收集的公开事件集对活动星系核假说进行了盲检验。程序的一致性要求事件能量朝向共同能量标度归一化。所得数据集中相关事件的数量为21个中的3个，这与预期的随机背景一致。
2012-05-14 astro-ph.HE
Average value of the cosmic ray injection exponent at Galactic sources
源发射的高能宇宙射线的能谱在银河系中传播过程中会发生变化。利用在地球上观测到的光谱和两种不同的传输模型，基于反常和正常扩散方程，我们已经恢复了宇宙线注入指数的平均值在银河系源考虑到星际介质的不均匀性。我们已经表明，注入指数$p$的平均值，在这两个传输模型的框架，等于$p\sim (2.8-3.0)$。
2017-03-08 astro-ph.HE
