A Correlation Between the Ionization State of the Inner Accretion Disk and the Eddington Ratio of Active Galactic Nuclei
从活动星系核（AGN）中的吸积盘最内层区域观测到的X射线反射特征为吸积理论提供了重要的检验。近年来，已经有可能使用铁K线和反射连续参数化的电离状态的辐照内吸积盘。在这里，我们收集了10个测量的xi，磁盘电离参数，从8个活动星系核强有力的证据，从内部吸积盘和良好的黑洞质量估计反射。我们找到了强有力的统计证据（98.56%的置信度）之间的近线性相关的xi和活动星系核爱丁顿比。此外，这种相关性是预测的一个简单的应用程序的α盘吸积理论，虽然有一个更强的依赖爱丁顿比。该理论表明，由于黑洞自旋和反射半径的不同，对任何相关性都会有内在的散射。有几种可能性可以软化对爱丁顿比的预测依赖性，以使其与观察到的相关性更接近，但目前的数据不允许唯一的解释。这种相关性可以用来估计MCG-6-30-15应该有一个高度电离的内部吸积盘，这意味着黑洞的自旋约为0.8。需要从更大样本的活动星系核中对xi进行额外的测量，以确认这种相关性的存在，并将允许对吸积盘内部区域的吸积盘/日冕相互作用进行调查。
2011-04-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
Hybrid origins of the cosmic-ray nuclei spectral hardening at a few hundred GV
许多实验已经证实了宇宙线（CR）核谱在几百GV处的谱硬化，并提出了三种不同的起源：主源加速、传播和不同类型源的叠加。收集了AMS-02 CR的He、C、N、O、Ne、Mg、Si和B（包括B和它的主要母体）的核谱，研究了利用扩散系数突变和主源注入谱独立突变再现几百GV谱硬化的必要性。为了比较，本文采用了三种不同的方案进行全局拟合。拟合结果表明，扩散系数的突变和主源注入谱的独立突变都是必需的，分别对应于空间相关传播和不同源的叠加。因此，在几百GV的核谱硬化应该有混合起源。此外，氦和氖的CR光谱指数在低刚性区与其他物种有较大的偏差，这表明它们的CR起源不同。
2022-05-05 astro-ph.HE
Galactic cosmic rays after the AMS-02 observations
AMS-02实验在国际空间站上收集的数据的质量前所未有，使我们能够解决有关宇宙射线的起源和传播的微妙问题。在这里，我们讨论了这些数据的影响，不同质量的元素的注入光谱和扩散系数探测的宇宙射线通过他们的旅程从源到地球。我们发现，最好的拟合的原始和次级核的光谱需要（1）在能量$\sim 300$ GV的扩散系数的能量依赖性的一个突破;（2）注入光谱是相同的所有比氦重的核，和不同的注入质子和氦。此外，如果强制氦的注入光谱与较重原子核的注入光谱相同，则与氧的拟合将大大降低。考虑到小的$X_{s}\sim 0.4~\rm g~cm^{-2}$，在源内部累积的克重导致与B/C比的稍微更好的拟合，但使得He与其他元素之间的差异更加明显。AMS协作组声称的统计误差和系统误差条超过了在考虑到次级核产生的截面的不确定性后，从计算中预期的误差。为了使这一点更加量化，我们提出了一个新的参数化的一个大的横截面，宇宙射线物理学相关，我们引入的不确定性的分支比的方式，它的效果可以很容易地把握。
2019-05-30 astro-ph.HE
Warm Absorbers in the Radiation-driven Fountain Model of Low-mass Active Galactic Nuclei
为了研究活动星系核（AGN）中暖吸收体的起源，我们研究了低质量AGN中辐射驱动喷泉模型的电离态结构（Wada et al. 2016），并利用光谱合成代码Cloudy（Ferland et al. 2017）计算了预测的X射线光谱。光谱显示出许多吸收和发射线的功能起源于流出的电离气体。的O VIII 0.654千电子伏线主要产生在极性区域更接近SMBH比光学窄线区域。电离参数（$ξ$）在低倾角时的吸收测度分布在$ξ$中扩展了4个数量级以上，表明外流具有多相电离结构，这与在许多1型活动星系核中观测到的情况相同。我们比较我们的模拟光谱与窄线塞弗特1星系，NGC 4051的高能量分辨率光谱。该模型再现缓慢流出（几百公里秒$^{-1}$）温暖的吸收。然而，在NGC 4051中观察到的具有数千km/s $^{-1}$的更快分量没有再现。该模拟还低估了O VIII 0.654 keV线的强度和宽度。这些结果表明，电离气体发射亚秒差距或更小的区域内的环面，这是不包括在目前的喷泉模型，必须是重要的成分的温暖的吸收器与几千公里秒$^{-1}$。该模型还一致地解释了塞弗特2星系（Circinus星系）的钱德拉/HETG光谱。
2021-11-30 astro-ph.HE
Ultrahigh energy cosmic rays and neutrinos from light nuclei composition
高能宇宙射线（UHECR）注入时的重子质量组成及其在传播过程中与宇宙光子背景的相互作用直接决定了地球上的UHECR通量。在这些相互作用中产生的次级中微子和光子是UHECR源的重要天体物理信使。皮埃尔俄歇天文台（PAO）获得的最新数据的建模表明，混合元素组成的UHECR与踝下光谱被解释为不同类别的源比超级踝区域（$> 10^{18.7}$ eV）。在这项工作中，我们得到了两种适合的UHECR谱-一个与一个单一的人口的来源，包括$^1$ H和$^2$他，在能量范围内开始在$\approx 10^{18}$ eV-另一个为代表性的原子核$^1$ H，$^4$他，$^{14}$ N和$^{28}$ Si在注入的混合组合物，其中一个适合是从以上$\approx 10^{18.7}$ eV。在这两种情况下，我们认为源发射率的演变是一个简单的幂律红移。我们测试的H+He组合物的可信度通过改变源属性在很宽的范围内的值和比较的结果，获得的H+He+N+Si组合物，使用蒙特卡罗模拟工具CRPropa 3。二次电子和光子的传播使用宇宙射线传输代码DINT。通过拟合UHECR谱，我们对源谱指数、源演化指数和源总体截止刚度进行了限制。在轻核注入模型下，宇宙成因中微子通量可以进一步限制丰度分数和最大源红移。
2019-04-24 astro-ph.HE
Some new hints on cosmic-ray propagation from AMS-02 nuclei spectra
在这项工作中，我们考虑了两种方案（高刚性中断的主要来源注入和高刚性中断的扩散系数），以再现新发布的AMS-02核谱（He，C，N，O，Li，Be和B）时，刚性大于50 GV。拟合结果表明，当前数据集有利于扩散系数在$\sim 325 \mathrm{GV}$处的高刚性断裂，而不是一次源注入在$\sim 365 \mathrm{GV}$处的断裂。同时，对传播后次级粒子/组分宇宙射线（CR）通量的重新标度因子的拟合值表明，当前传播模型低估了次级粒子/组分的宇宙射线通量。这意味着我们可能处于一个慢扩散区，在这个慢扩散区中，与星系中的平均值相比，CR的扩散系数很小。拟合结果的另一个提示表明，在当前数据集中可能需要额外的次级CR核注入。在今后的研究中，这些新的提示值得重视。
2020-01-19 astro-ph.HE hep-ph
The role of ionization in the shock acceleration theory
我们研究了考虑电离过程的重核在信噪比冲击下的加速。在星际介质中，比氢重的原子在注入的瞬间从未完全电离，它们开始了扩散激波加速（DSA）。我们将证明，当原子已经相对论运动时，原子壳层中的电子在加速过程中被剥离。在典型的信噪比环境中，主要的电离过程是由于背景银河辐射引起的光电离。电离有两个有趣的结果。首先，因为总的光电离时间与Sedov-Taylor阶段的开始相当，所以离子可以实现的最大能量小于DSA的标准结果，其预测$E_{\max}\propto Z_N$。因此，在{ \it knee}区域中的CR光谱的结构可能受到影响。第二个结果是，当电子已经相对论运动时，它们被从原子中剥离，因此它们可以在没有任何预加速机制的情况下启动DSA。我们用线性准定态方法计算了离子和电子被剥离后加速的能谱。我们表明，这些次级电子的数量是足够的占从年轻的SNR观察到的同步辐射，如果发生的磁场的放大。
2011-01-28 astro-ph.HE
Implications on cosmic ray injection and propagation parameters from Voyager/ACE/AMS-02 nucleus data
我们利用阿尔法磁谱仪和地球顶部的高级成分探测器以及日光层外的旅行者号航天器对硼碳比和质子、氦、碳和氧核通量的最新测量，研究了宇宙射线的传播和注入模型。在AMS-02数据的相同时间间隔内的ACE数据被提取，以最小化太阳调制效应的复杂性。我们发现，宇宙线核数据有利于传播的扩散-再加速方案的修改版本。扩散系数，然而，需要适度增加，在低能量，这有有趣的影响，在银河系中的粒子和等离子体相互作用的刚度降低。我们进一步发现，低刚度（$<$几个GV）注入光谱是不同的组成不同。较轻的原子核的注入谱较软。这些结果可望对理解宇宙射线的加速过程有所帮助。
2018-11-06 astro-ph.HE hep-ph
Time Dependent Photoionization Modeling of Warm Absorbers in Active Galactic Nuclei
本文针对活动星系核温吸收体提出时间依赖的光致电离模型，追踪气体云对变化连续谱的响应，揭示时间变化效应的重要性及其与平衡模型的差异，并建议将其纳入外流性质推导。
2023-02-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultra high energy cosmic rays: implications of Auger data for source spectra and chemical composition
我们使用动力学方程的方法来描述超高能宇宙线质子和原子核的传播，并计算预期的光谱和质量组成在地球上的源注入光谱和化学丰度的不同假设。当与皮埃尔俄歇天文台观测到的谱、伸长率$X_{max}(E)$和色散$σ(X_{max})$相比较时，可以得出几个重要的结论：a）原子核的注入谱必须非常硬，$\sim E^{-γ}$与$γ\sim 1-1.6$ ; b）源中电荷$Z$的原子核的最大能量必须是$\sim 5Z\times 10^{18}$ eV，因此不需要加速到极高的能量; c）只有在加入一个具有陡峭注入谱的{ \it ad hoc}轻河外组分（$\sim E^{-2.7}$）的代价下，才能得到与俄歇谱的拟合。从这个意义上说，在踝关节（$E_{A}\approx 5\times 10^{18}$ eV），所有的成分都来自河外，因此表明从银河到河外的宇宙射线的跃迁发生在踝关节以下。有趣的是，在光谱和标准化方面，上面假设的额外的河外光分量与最近由卡斯卡德-格兰德测量的分量相比很好。
2014-09-17 astro-ph.HE
Neutrinos and Ultra-High-Energy Cosmic-Ray Nuclei from Blazars
讨论了耀变体产生超高能宇宙线（UHECR）核和中微子的过程。我们计算了BL Lac天体和平谱射电类星体（FSRQs）喷流中的核级联，以及FSRQs周围辐射带中的核级联。通过模拟沿耀变体序列的代表性光谱能量分布，确定了两个不同的制度，我们称之为“核生存”-通常发现在低光度BL Lac，和“核级联”-通常发现在高光度FSRQs。我们量化的中微子和宇宙射线（CR）的发射效率如何演变的耀变体序列，并证明中微子和CR来自非常不同的对象类。例如，高频峰值BL Lac（HBLs）倾向于产生CR，而HL-FSRQs是更有效的中微子发射体。这一结论不依赖于CR逃逸机制，我们讨论两种选择（扩散和平流逃逸）。最后，耀变体的中微子光谱显着依赖于注入到喷流的成分，特别是在核级联的情况下：注入成分比质子重导致减少中微子生产的峰值，这在同一时间移动到较低的能量。因此，这些源将表现出与观测到的IceCube和UHECR数据更好的兼容性。
2018-05-18 astro-ph.HE
A Self-Consistent Treatment of the Line-Driving Radiation Force for Active Galactic Nuclei Outflows: New Prescriptions for Simulations
该研究针对活动星系核外流的线驱动辐射力，计算了不同源属性下的光致电离平衡与线力倍增子，发现电离参数描述存在局限，提出结合X射线光谱指数与电离参数的线驱动强度计算新方法。
2024-04-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Energetics of ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei
宇宙中产生的超高能宇宙射线（UHECRs）的能量对于确定其候选来源至关重要。利用最新的UHECR谱俄歇数据，通过对谱指数、最大能量和红移演化等源参数的扫描，计算了不同核素在注入时的UHECR能量产生率密度，包括中重核和质子。我们发现在$10^{19.5}$ ~eV处的UHECR能量产生率密度为$\approx(0.2-2)\times$ 10 $^{44}$ ~erg~Mpc $^{-3}$ ~yr $^{-1}$，并且对光谱指数有非平凡的依赖性。质子和铁以外的核在注入时更倾向于硬谱指数，并且对于中间核，所需的能量预算值较小。考虑到强子相互作用模型和银河系-河外过渡的天体物理模型中的显著不确定性，我们的结果可以被认为是保守的。$X_{\rm max}$上的成分数据提供了额外的约束，但结果在模型不确定性范围内是一致的。
2021-07-06 astro-ph.HE hep-ph
Hadron Generator and Atmospheric Seasonal Variation Influence on Cosmic Ray Ionization computed with CORSIKA Code
近年来，宇宙线大气电离物理模型的发展取得了重要进展。基本上，模型是全目标的，即基于大气中电磁-μ子-核子级联的蒙特卡罗模拟。一般来说，质子核在这些模型中的贡献是突出的，即初级宇宙射线$α$ -粒子和重核被忽略或缩放到质子。宇宙线大气级联的发展对初级宇宙线粒子的能量和质量十分敏感。在地球大气层级联的蒙特卡罗模拟中，最大的不确定性是由于假设的强子相互作用模型，即所谓的强子发生器。在本文的工作中，我们比较了初级宇宙线核，如质子，$α$ -粒子，氧和铁核的电离产额函数$Y$，假设不同的强子相互作用模型。计算采用CORSIKA 6.9程序，使用GHEISHA 2002，FLUKA 2011，UrQMD强子发生器（能量低于80 GeV/核子）和QGSJET II强子发生器（能量高于80 GeV/核子）。强子发生器之间观察到的差异被广泛讨论。研究了不同大气参数化，即美国标准大气、美国标准大气冬、夏季廓线对离子产生率的影响。假设真实的初级宇宙射线质量组成，离子产生率是在几个刚性截止-从1 GV（高纬度）到15 GV（赤道纬度）使用各种强子发生器。计算结果与实验数据进行了比较。最后给出了强子发生器一致性的结论。
2014-09-26 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.IM
Using synchrotron emission modelling of relativistic hydrodynamic jet simulations to study the FR I/FR II dichotomy of Active Galactic nuclei radio jets
本文用三维相对论流体动力学方法对活动星系核喷流进行了数值模拟，研究了FR Ⅰ/FR Ⅱ二分法。提出了三个模拟，说明了高/低洛伦兹因子注入以及分层背景介质的形态差异。洛伦兹因子为10和1.0014分别用于高和低洛伦兹因子情况。流体动力学模拟表明，在其初始注入光度的基础上的射流的形态划分。建立了一个附加的模拟来研究如果在一定时间后降低质量注入，则低洛伦兹因子射流的演变。一个同步辐射模型被应用到这些模拟再现强度地图在射频（1.5 GHz）的FR I/FR II射电星系观测到的发射结构进行了比较。还研究了不同极角下多普勒增强对强度图的影响。高和低洛伦兹因子的情况下再现的发射结构，类似于FR II型射电星系与一个占主导地位的茧区域包含时间依赖的热点和细丝的强度图。然而，如果在设定的时间段之后降低质量注入速率，则对于低洛伦兹因子的情况产生FR I样结构。
2019-03-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Magnetic Energy Injection in GRB 080913
GRB 080913的光谱红移为z=6.7，是最近发现的伽马射线暴GRB 090423（红移约为8.2）之前最遥远恒星天体的记录保持者。逐渐积累的高红移伽玛暴样品为宇宙再电离期伽玛暴的起源和物理提供了新的线索。本文对GRB 080913光学余辉的多波长数据进行了详细的数值拟合，并对它的环爆环境和其他模型参数进行了约束。我们的结论是，晚光学/X射线平台约一天，因为爆发是由于坡印廷通量占主导地位的注入从中央引擎，这很可能是一个巨大的旋转黑洞与超强磁场。
2009-07-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Inhomogeneous Energy Injection in the 21-cm Power Spectrum: Sensitivity to Dark Matter Decay
本研究开发了首个完全非均匀的能量注入模拟框架DM21cm，分析暗物质衰变对21厘米功率谱的影响，预测HERA观测对暗物质衰变的约束将远超现有测量，证明21厘米宇宙学的超高灵敏度。
2023-12-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Active Galactic Nuclei Jets and Multiple Oblique Shock Acceleration: Starved Spectra
活动星系核（AGN）的喷流和热点中的激波是极高能量宇宙线粒子（10^18eV以上）的一个重要来源。将它们的谱外推到它们从某个冲击中可能的注入能量，意味着对于指数~-2的谱来说，有一个巨大的隐藏能量。一些分析表明，粒子在源处的注入光谱陡峭到-2.4到-2.7，使问题变得更糟，数量级为10^6。然而，似乎不太可能的是，超过最好的1/3的喷流能量，进入所需的高能粒子通量，因此，人们需要考虑到存在能量问题的可能性，我们希望在这项工作中解决这个问题。连续的斜激波特征序列，或锥形激波，已经被理论化，并最终在许多活动星系核喷流中被观测到。在此基础上，我们通过类比使用的“康普顿"效应，我们提出了一个方案的一个单一的注入粒子的加速连续的几个斜激波沿轴的活动星系核喷流。我们使用详细的测试粒子近似蒙特卡罗模拟，以计算粒子谱加速在这样的冲击模式，同时监测加速的效率，计算微分谱。我们发现，一系列斜激波的第一个激波建立了一个能量为~E^-2.7的低能幂律谱。连续的冲击推动频谱的能量，呈现较平坦的分布陡峭的截止和特征的低能量耗尽，这种效果可以解释令人困惑的明显额外的源功率以及平坦或倒置的光谱从遥远的耀斑源。
2012-07-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Injection spectra of different species of cosmic rays from AMS-02, ACE-CRIS and Voyager-1
本研究结合旅行者1号、ACE-CRIS和AMS-02的观测数据，在宇宙线输运框架下研究不同核素的注入谱，发现非参数样条谱拟合效果优于拐折幂律，且不同核素注入谱存在差异，暗示宇宙线源或加速过程有别。
2024-03-11 astro-ph.HE hep-ph
On Synthetic Absorption Line Profiles of Thermally Driven Winds from Active Galactic Nuclei
在所有附近活动星系核（AGN）中观察到的温暖吸收体是位于距中央引擎秒差距尺度距离处的电离流出的示踪物。如果最小的推断电离参数对应于几个$10^4$ ~K的等离子体，那么气体经历从束缚到非束缚的转变，只要它在更大的半径处被进一步加热到$\sim 10^6$ ~K。Dannen等人最近发现，在这种情况下，热驱动风的解是不稳定的，甚至由于热不稳定而显示出非常密集的团块。为了探索这些新的风的解决方案的观测后果，我们计算线轮廓的基础上的一维模拟Dannen等人。我们显示如何线轮廓，即使是一个简单的稳态风的解决方案依赖于吸收离子的电离能（IE），这是一个反映风电离分层。为了组织线形状的多样性，我们将它们分为四类：弱高斯，饱和的四方形配置文件，并没有扩展的蓝翼，和广泛的弱配置文件。具有后两类中的轮廓的线由具有最高IE的离子产生，其探测最快的区域。它们的最大蓝移与热不稳定模型中的最高流速一致，包括稳态和clusterian版本。相比之下，在热稳定模型中最高IE线的最大蓝移可以小于实际溶液速度的一半。Clurides解决方案可以额外的印记可区分的吸收槽在广泛分离的速度。
2021-05-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
