Ultrahigh-Energy Photons as a Probe of Nearby Transient Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Sources and Possible Lorentz-Invariance Violation
探测中微子和光子对于确定超高能宇宙射线（UHECR）的来源至关重要，特别是对于瞬态源。我们专注于超高能伽玛射线发射的瞬态源，如伽马射线暴，因为>EeV的伽玛射线可以更直接的证据UHECR比PeV中微子和GeV-TeV的伽玛射线。我们表明，目前和未来的UHECR探测器，如俄歇和JEM-EUSO，可以预期约1-100事件的符合检测，检测概率可以高于中微子附近的瞬态源在<50-100 Mpc。这些结果对于约束不确定的宇宙射电背景以及了解UHECR的源性质和最大能量都是有用的。它们还可以给我们比电流约束强10^4倍的洛伦兹不变性破坏极限。
2009-08-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Energy Spectrum and Mass Composition of Ultra-High-Energy Cosmic Rays Originating from Relativistic Jets of Nearby Radio Galaxies
本研究采用新型源能谱模拟邻近射电星系UHECR传播，发现其能谱与质量组成在最高能量处呈现南北天半球差异。
2025-06-18 astro-ph.HE
Modeling individual nearby radio galaxies as ultra-high-energy cosmic-ray accelerators
Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo（圣卡洛斯物理研究所，圣保罗大学）；Instituto de Física, Universidade de São Paulo（物理研究所，圣保罗大学）
本研究通过建模临近射电星系，探讨其作为超高能宇宙射线加速器的潜力，并确定其对观测到的高能宇宙射线通量的贡献。
2026-02-26 astro-ph.HE
On the astrophysical origin of cosmic rays: Constraining the Ultra-High-Energy Cosmic Ray Horizon through Nearby Galaxy Distributions
Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE), CONICET, Observatorio Astronómico de Córdoba（理论与实验天体物理研究所（IATE），阿根廷国家科学研究委员会，科尔多瓦天文台）；Gabinete de Astronomía Extragaláctica, Departamento de Geofísica, Astronomía y Física, CONICET, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Universidad Nacional de San Juan（河外天文研究室，地球物理学、天文学与物理系，阿根廷国家科学研究委员会，理学院，圣胡安国立大学）；Observatorio Astronómico de Córdoba, UNC（科尔多瓦天文台，科尔多瓦大学）
研究超高能宇宙射线起源问题，通过构建星系样本，利用偶极比较和角交叉相关分析，考虑银河磁场偏转，发现 8 EeV 及以上 UHECR 各向异性主要由约 50 - 60 Mpc 内的源驱动，明确了其有效传播视界。
2026-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
UHECR doublets and their conditional association with nearby radio galaxies
Universidade Federal de Goiás（戈亚斯联邦大学）；Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）
研究通过时空多联体搜索方法发现28个高于32 EeV的UHECR双联体，并发现其与Fornax A区域的强关联，支持射电星系作为重元素UHECR的长期加速器。
2026-04-25 astro-ph.HE
Revealing ultra-high-energy cosmic ray acceleration with multi-messenger observations of the nearby GRB 980425/SN 1998bw
超高能宇宙射线（UHECR）的起源是天体粒子物理学中最令人困惑的问题之一。伽马射线暴（GRB）是宇宙射线的理想加速场。从伽玛射线暴宿主星系到地球的UHECR传播应该会产生延迟的次级光子和中微子。在这里，我们提出了一个专门的搜索延迟UHECR和中微子发射附近的GRB 980425/SN 1998 bw的位置为中心。GRB 980425/SN 1998 bw位于36.9 Mpc的距离范围内。我们发现没有证据表明UHECR或中微子集群周围的GRB 980425/SN 1998 bw的位置之间的2004年和2020年。在理想的传播条件下，如果星系际磁场（IGMF）强度为$B \leq 3 \times 10^{-13}$ G，那么在未来的100年内，我们有可能探测到GRB 980425/SN 1998 bw附近的延迟超外辐射。
2023-01-04 astro-ph.HE hep-ex
Do Ultrahigh Energy Cosmic Rays Come from Active Galactic Nuclei and Fermi $γ$-ray Sources?
我们研究了俄歇、AGASA和雅库茨克观测到的高能宇宙射线（UHECR）与附近活动星系核（AGN）和$Fermi$源之间可能存在的相关性。我们考虑的偏转效应的银河系磁场（GMF）模型约束的最新测量。我们发现银河系磁场对UHECR的平均偏转角小于$4^\circ$。俄歇宇宙线事件和附近的活动星系核之间的相关性与$\sim 4σ$的显着性水平被发现的俄歇UHECR数据集与或不偏转校正。AGASA/雅库茨克事件与附近活动星系核之间没有相关性。当考虑由GMF模型计算的偏转时，发现Auger事件和$Fermi$源之间以及AGASA事件和$Fermi$活动星系核之间存在边缘相关。然而，雅库茨克数据和$Fermi$源之间没有发现相关性。一些$Fermi$源靠近俄歇、AGASA和雅库茨克探测到的UHECR事件的到达方向，其中大部分可能是偶然巧合，而不是附近宇宙中产生UHECR的物体。NGC 4945、ESO 323-G77、NGC 6951和Cen A等4个100 Mpc以内的$Fermi$源，在距其位置$3.1^{\circ}$以内都有UHECR事件，可能是宇宙线加速器。然而，只有在优选地在这些方向上检测到更多的UHECR时，才能确认关联。
2010-08-18 astro-ph.HE
Acceleration of ultra-high-energy cosmic rays in the kiloparsec-scale jets of nearby radio galaxies
本文以半人马座A为例，通过高分辨率相对论磁流体动力学与测试粒子模拟，研究射电星系千秒差距尺度喷流湍流鞘层中的超高能宇宙线加速，发现其可接近理论最大加速效率，并能解释观测到的偶极各向异性和能谱截断。
2024-11-25 astro-ph.GA astro-ph.HE
Reconstructing the Auger UHECR Dipole: A Hybrid Analysis of 4LAC AGNs and Nearby Starburst Galaxies
Indian Institute of Technology, Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Dibrugarh University（迪布鲁格尔大学）
本研究针对奥格天文台观测的UHECR偶极，构建AGN+SBG混合模型，发现单独的AGN或SBG无法解释该偶极，混合模型在8-16 EeV能区拟合良好，且其他能区SBG贡献占比逐渐提升。
2026-08-25 astro-ph.HE hep-th
UHECR arrival directions in the latest data from the original Auger and TA surface detectors and nearby galaxies
除了$6 \times (E/10~\mathrm{EeV})$ %量级的偶极矩外，超高能宇宙射线到达方向的分布几乎是各向同性的。尽管如此，在最高能量下，随着传播视界内可能的候选源数量和磁偏转都缩小，可能会出现较小尺度的各向异性。另一方面，通量抑制减少了可用于搜索这种各向异性的统计。在这项工作中，我们考虑了两个不同的候选源列表：附近星暴星系的样本和追踪$250~\mathrm{Mpc}$内恒星质量的2 MRS目录。我们结合表面探测器收集的数据，在皮埃尔俄歇天文台，直到2020年和望远镜阵列，直到2019年，并使用它们来测试模型，其中UHECR包括一个各向同性的背景和前景起源于候选源和随机偏转的磁场。这些模型的自由参数是能量阈值、信号分数和搜索角尺度。我们发现$11.8\%_{-3.1\%}^{+5.0\%}$的宇宙射线的到达方向与$E \ge 38~\mathrm{EeV}$俄歇或$E \gtrsim 49~\mathrm{EeV}$ TA和附近的星暴星系的位置上的${15.5^\circ}_{-3.2^\circ}^{+5.3^\circ}$角尺度上的相关性，与$4.2σ$后审判的意义，以及较弱的相关性与整体星系分布。
2021-11-24 astro-ph.HE
Constraints on Physical Conditions for the Acceleration on Ultra-high-energy Cosmic Rays in Nearby Active Galactic Nuclei Observed with the Fermi Large Area Telescope
利用多波长观测资料研究了活动星系核（AGN）附近超高能宇宙射线（UHECR）加速的可能性，并对其物理条件进行了约束，即：同步辐射的亮度和加速点的大小。首先，我们研究了费米第三伽马射线源目录中UHECR的到达方向和附近活动星系核的位置之间的空间相关性。我们选择了27个活动星系核作为UHECR加速器的候选者。然后，利用Peer和Loeb方法，利用同步辐射的峰值亮度和逆康普顿散射与同步辐射的峰值通量比，对活动星系核加速区的物理条件进行了评估。通过计算，我们发现六个活动星系核都具有加速活动星系核中超高能质子的能力。此外，我们发现，最小的加速尺寸必须超过几个千秒差距的UHE质子加速的活动星系核叶。
2017-10-17 astro-ph.HE
Nearby low-luminosity GRBs as the sources of ultra-high energy cosmic rays revisited
低光度伽马射线暴（GRB）与光度。10^49erg/s的伽玛暴可能与经典的高光度伽玛暴不同。它们是迄今为止在~ 100 Mpc（超高能宇宙射线（UHECR）的视界距离）内探测到的最明亮的天体，因此它们被认为是UHECR的候选源。最近有人认为，UHECR的能量产生率比费米卫星测量的长伽玛暴的伽马射线光子的能量产生率大得多，如果这是真的，将挑战伽玛暴可以是UHECR源的观点。我们认为，许多低亮度伽玛暴，由于其低亮度，不能触发目前的伽玛暴探测器，因此，他们的贡献本地伽玛射线能量产生率是失踪。我们发现，真正的本地能源生产率低光度伽玛暴，考虑到缺失的部分，这构成了总量的主要部分，可能足以说明的通量UHECR。由于低光度，只有中等质量或重核可以被加速到~ 10^20 eV。我们讨论了这些UHE核在低亮度伽玛暴中的加速和存活，特别是在那些缺失的低亮度伽玛暴中。最后，计算了整个低光度GRB粒子群中伴随的漫射中微子通量。
2011-08-07 astro-ph.HE
Investigating an angular correlation between nearby starburst galaxies and UHECRs with the Telescope Array experiment
最近报道了皮埃尔俄歇天文台（Auger）探测到的能量大于39 EeV的宇宙射线的到达方向与23个邻近星暴星系（SBG）的位置相关：在它们的最佳拟合模型中，9.7%的宇宙线通量来自这些天体，并经历了$12.9^\circ$ ~尺度的角扩散。另一方面，他们名单上的一些SBG，包括最亮的一个（M82），在俄歇视野之外的北偏。北半球探测器的数据将需要寻找这些物体附近的宇宙射线过剩。在这项工作中，我们针对望远镜阵列（TA）在9年内收集的数据测试了Auger最佳拟合模型，而没有尝试重新优化我们数据集的模型参数，以免引入统计惩罚。所得检验统计量（双对数似然比）为$-1.00$，对应于各向同性生成的随机数据集中的$1.1σ$显著性，以及假设Auger最佳拟合模型生成的数据集中的$-1.4σ$显著性。换句话说，我们的数据仍然不足以最终排除这两种假设。TA正在进行的四倍扩展将收集北半球的数据与更多的统计数据，提高我们的能力，区分不同的通量模型。
2019-05-20 astro-ph.HE
Exploring arrival directions of UHECRs with the Yakutsk array
分析了雅库茨克阵列探测的超高能宇宙射线（UHECR）的到达方向数据。这项工作是由皮埃尔·俄歇合作最近声称的UHECR和附近活动星系核（AGN）在天球上的位置之间的显着相关性引起的; HiRes合作没有相关性。四个巨射电望远镜阵的观测数据涉及到可能的河外超星系核辐射源，需要进一步深入分析，并对未来的观测数据提出了更高的要求。
2009-03-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Propagation of UHECRs in the local Universe and origin of cosmic magnetic fields
我们模拟宇宙射线的传播在超高能量，$\gtrsim 10^{18}$电子伏特，在模型的河外磁场在本地宇宙的约束模拟。我们调查的影响，不同的磁成因的情况下，无论是原始的和天体物理的，对宇宙射线的传播。我们的研究表明，不同的情况下的磁不具有各向异性测量的影响很大。附近源的分布在非常高的能量下引起各向异性，与磁场模型无关。我们将我们的结果与皮埃尔俄歇天文台测量的偶极信号进行比较。我们所有的模型都可以再现所观察到的偶极振幅与纯铁注入组合物。这是由于次级核在附近重核源方向上的聚集。光注入组合物由于在4 - 8 EeV的能量下未观察到各向异性而不利。
2019-02-02 astro-ph.HE
Chandra observations and classification of AGN-candidates correlated with Auger UHECRs
本文报道了由Pierre Auger合作组观测到的与超高能宇宙射线（UHECR）相关的可能活动星系核的Chandra X射线观测结果。结合我们的X射线观测和光学观测，我们得出结论，在第一次俄歇数据发布中与UHECR相关的21个Veron-Cetty Veron（VCV）星系中有三分之一实际上不是AGN。我们回顾了现有的光学观测的20个VCV星系相关的UHECRs在第二俄歇数据发布，并确定其中三个不是活动星系核和两个是不确定的。总的来说，在57个已发表的|b| >10度的UHECR中，22或23个使用俄歇相关参数与真正的活动星系核相关。我们还测量了ESO 139-G12的X射线光度，以完成第一个数据集中与UHECR相关的活动星系核的热光度测定。除了需要进一步观测的两个候选源外，我们还确定了第二个数据集的候选星系的辐射热光度。我们发现，只有两个共69个已发表的UHECR与AGN（IC 5135和IC 4329 a），这是强大的，足以在其稳定状态下，以加速质子的观测能量，其相关的UHECR。GZK的预期是，大约45%的60 EeV以上的UHECR源应该包含在俄歇扫描分析定义的z<0.018的体积内，因此观察到的与弱活动星系核的30-50%的相关性与活动星系核经历短暂的高光度状态的建议是一致的，在此期间，它们加速了UHECR。
2012-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
UHECR besides CenA: hints of galactic sources
超高能宇宙射线，UHECR，也许是质子，正如大多数人仍然相信和声称的那样，或者是原子核;特别是我们最近提倡的最轻的原子核。第一个（俄歇合作组织）核子提案（2007）[2]预见到可以清楚地追踪UHECR GZK宇宙到达远（高达100 Mpc）的超银河平面，几乎没有角色散。相反，天秤座核模型（2008年）[3]，受观测到的组成和最近的CenA聚类（几乎是AUGER事件的四分之一）的启发，解释了一个适度和狭窄的宇宙观（几个Mpc），以及令人困惑的室女座缺席：最轻的核提供了一个脆弱的（因此非常接近）模糊的天文学。在这里，我们解决的一部分，剩余的分散事件在新的更新俄歇地图（2009年3月-ICRC 09）。我们发现在最罕见的集群令人惊讶的印记，一些星系源，部分组成部分的UHECR源。特别是我们认识到船帆座，最明亮的伽马和射电星系源，以及沿银河平面和中心的涂抹源的第一个痕迹。集群可能意味着额外的尾巴的碎片（核光解离）在一半的能量。UHECR轻核的脆性和不透明性也可能反映为一训练秒级的γ和中微子UHE事件。在不久的将来，这些UHE中微子可能在最近的俄歇和阵列荧光望远镜的视野中（几公里的距离）通过水平向上的tau空气簇射的快速荧光闪烁被检测到。
2009-11-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Identifying nearby sources of ultra-high-energy cosmic rays with deep learning
Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院核研究所）；Moscow Institute for Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Sternberg Astronomical Institute, Lomonosov Moscow State University（罗蒙诺索夫莫斯科国立大学施滕贝格天文研究所）；Lebedev Physical Institute（列别杰夫物理研究所）；Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University（罗蒙诺索夫莫斯科国立大学斯科别尔岑核物理研究所）
我们提出了一种方法来分析超高能宇宙射线（UHECR）的到达方向，使用由在HEALPix网格上训练的深度卷积神经网络定义的分类器。为了说明一个高效率的方法，我们用它来估计检测的前景，大规模的各向异性的UHECR诱导附近的源与（轨道）检测器具有均匀曝光的天球和比较的结果与我们以前的计算的基础上的角功率谱。Kachelrieval、Kalashev、Ostapchenko和Semikoz（2017）提出的河外宇宙射线和中微子的极小模型被认为是确定性的，附近的活动星系核半人马座A、M82、NGC 253、M87和天炉座A被认为是UHECR的可能来源。我们表明，所提出的方法大大提高了实验的灵敏度，通过减少所需的最小量的检测UHECR或最小可检测的分数从源事件几次相比，基于角功率谱的方法。我们还测试了神经网络对不同模型的大规模银河系磁场和UHECR的质量组成的变化的鲁棒性，并考虑的情况下，有两个附近的源或主导源是不知道的先验。在所有情况下，神经网络都表现出良好的性能，除非测试模型严重偏离用于训练的模型。该方法可方便地应用于望远镜阵列、皮埃尔俄歇天文台和其他宇宙线实验的数据分析。
2020-09-24 astro-ph.HE cs.LG
Where are the Ultra High Energy Cosmic Ray (UHECR) originated?
我们考虑最近的结果UHECR（超高能宇宙线）的组成和它们在天空中的分布从10 EeV的能量（偶极子各向异性）到最高的UHECR能量和它们的聚类图：UHECR已被发现主要是由轻和最轻的核。我们总结了支持大多数UHECR的几个局部附近河外源的论点，如CenA，NG 253，M82。我们还评论了一些显着的银河系UHECR源可能的部分作用。最后，我们恢复了一个遗迹中微子eV质量在黑暗的热晕（击中ZeV中微子）的最终作用，以解释新的UHECR集群事件围绕一个非常遥远的宇宙活动星系核源3C 454。
2018-05-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
How can we explain last UHERC anisotropies?
我们考虑了最近的结果UHECR（超高能宇宙线），集群，组成，在天空中的分布，从几个EeV的能量与偶极各向异性的最高的。自2008年以来，我们已经提出，我们在这里再次确认，40至70 EeV的UHECR主要是由光和最轻的核产生的。室女座的显著缺失和少数位于附近的河外源，如CenA，NG 253，M82，可以通过Mpc距离内最轻的核的脆弱性和不透明度来很好地理解。我们还评论了一些银河系的UHECR源在10 EeV的作用，可能是部分饲料俄歇偶极UHECR各向异性。最近在银河系平面外和沿银河系平面的最轻和最重的核的UHECR光谱组成的各向异性，也可能是我们之前的主张（2012）的第一个确认。最重和最有活力的UHECR星系核与主要由最轻的核控制的本地（Mpcs）河外信号的相互作用，似乎适合UHECR难题的主要部分。
2022-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Uncorrelated far AGN flaring with their delayed UHECRs events
在GZK截止半径范围内的最远活动星系核最近被许多学者认为是观测到UHECR起源的最佳位置。事实上，最近的UHECR信号的明显的均匀性和各向同性似乎需要一个遥远的宇宙各向同性和均匀的情况下，涉及质子UHECR信使：我们的星系或最近的本地集团或超银河系平面（由室女星系团统治）是太近，显然太多的各向异性不同意PAO和TA几乎均匀的样本数据。然而，少数和温和观察到的UHECR集群，北和南热点，在宽立体角涂抹。它们随后从最远的GZK UHECR源随机游走飞行，几乎在100 Mpc，必须延迟（相对于一个直线AGN光子伽马耀斑到达轨迹）至少一百万年。在此期间，活动星系核喷流燃烧信号，其可能的轴偏转（如Mrk 501的螺旋喷流），它的不对准，甚至几乎肯定的排气活动可能导致一个完全误导的关系，目前的UHECR事件和一个更早的活动星系核喷射。UHECR图可能与银河系或最近的（Cen A，M82）AGN河外UHECR源在孪生热点中发光有关。因此，我们捍卫我们的（完全不同的）方案，即UHECR主要是由附近AGN源或少数星系源产生的最轻的UHECR核，其延迟信号在观测到的模糊天空区域中在几千年内到达我们。
2017-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Studies of the UHECR propagation in the Galactic Magnetic Field
本文给出了超高能宇宙线（UHECR）在银河系磁场（GMF）中传播的模拟结果。对大尺度GMF结构和/或初级粒子的不同假设导致了最高能量宇宙射线（CR）的明显不同的偏转模式。GMF修改了UHECR实验对河外天空的曝光。我们估计这些影响的皮埃尔俄歇实验。在合理的UHECR源情景下的进一步前向跟踪研究将允许与附近活动星系核（AGN）和最高能量俄歇事件之间的观测相关性进行直接比较。
2009-02-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
A nearby source of ultra-high energy cosmic rays
基于Telescope Array观测到的244 EeV高能宇宙射线事件，本文推导出最近超高能宇宙射线源距离上限为5 Mpc，并首次约束了发射重核的源数密度下限。
2024-03-14 astro-ph.HE
How isotropic can the UHECR flux be?
现代的超高能宇宙射线（UHECR）观测站已经收集到超过10^4个能量超过10 EeV的事件，这些事件的到达方向似乎几乎是各向同性分布的。另一方面，物质在附近宇宙中的分布--因此，据推测也是UHECR源的分布--是不均匀的。尽管宇宙磁场的偏转可能会混淆图像，但这有望在UHECR到达方向的角分布上留下印记。在这项工作中，我们定量研究这种明显的不一致。为此，我们研究的观测值敏感的UHECR源的不均匀性，但强大的不确定性磁场和UHECR的质量组成。我们表明，在一个相当独立的模型的方式，如果源分布跟踪整体的物质分布，在30 EeV以上的能量的到达方向应该表现出相当大的偶极子和四极各向异性，可检测的UHECR天文台在不久的将来。如果不是这样的话，人们将不得不认真地重新考虑目前对宇宙磁场和/或UHECR组成的理解。此外，我们表明，缺乏一个强大的四极矩超过10 EeV的电流数据已经不利于纯质子的组成，并在不久的将来的偶极子和四极矩超过60 EeV的测量将能够提供证据，在这些能量的UHECR质量组成。
2018-02-06 astro-ph.HE
UHECR propagation from Centaurus A
根据最近预测的半人马座A kpc尺度喷流的同位素组成，我们重新调查这个源是否可以负责皮埃尔俄歇天文台探测到的一些超高能宇宙射线。我们发现，附近的源，如半人马座A是很好的动机的组成和光谱形状，这样的来源应该开始占主导地位的流量以上~ 4 EeV。从我们的模型中得到的最佳拟合同位素，其最大56 Fe能量固定在250 EeV，具有中间质量，12 C到16 O，而最佳拟合粒子指数为2.3。
2017-06-26 astro-ph.HE
Prospects of detecting a large-scale anisotropy of ultra-high-energy cosmic rays from a nearby source with the K-EUSO orbital telescope
KLYPVE-EUSO（K-EUSO）是计划中的超高能宇宙射线轨道探测器，将部署在国际空间站上。预计K-EUSO在天球上的照射量是均匀的，在两年的飞行任务中，在57 EeV以上的能量下记录120至500个UHECR。我们采用TransportCR和CRPropa 3软件包来估计用K-EUSO探测来自附近源的超高能宇宙射线的大尺度各向异性的前景。附近的活动星系核半人马座A、M82、NGC 253、M87和天炉座A被认为是UHECR的可能来源。为了确定性，选择了Kachelriess、Kalashev、Ostapchenko和Semikoz（2017）提出的河外宇宙射线和中微子的极小模型。我们证明，观察$\gtrsim300$事件将允许检测一个大规模的各向异性提供的分数从源事件是$\simeq$ 10- 15%，取决于一个特定的源具有高的置信水平。阈值分数随着样本量的增加而减小。我们还讨论了如果一个overdensity起源于附近的源可以观察到在脚踝周围的情况下，发现一个类似的各向异性超过57 EeV。结果是通用的，并为其他未来的实验与均匀曝光的天球。
2019-08-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
2022 report from the Auger-TA working group on UHECR arrival directions
Auger-TA工作组利用最新数据联合搜索UHECR到达方向的大尺度各向异性及与近邻星暴星系和2MRS星表的相关性，发现UHECR到达方向与星暴星系位置存在4.7σ显著相关性。
2023-02-09 astro-ph.HE
UHECR propagation in the Galactic Magnetic Field
对超高能宇宙线在银河系磁场（GMF）中的传播进行了广泛的模拟，并给出了模拟结果。大尺度GMF和/或初级粒子假设的不同可用模型的使用导致最高能量宇宙射线（CR）的明显不同的偏转图案。银河场的透镜效应改变了UHECR实验对河外天空的暴露。为了量化这些影响的皮埃尔俄歇实验，我们进行了相关性分析的模拟宇宙射线事件样本，从地球回溯到银河系边界，与活动星系核（AGN）从第12版的Véron-Cetty和Véron目录。在合理的UHECR源情景下需要进一步的前向跟踪研究，以便与附近活动星系核和最高能量俄歇事件之间的观测相关性进行直接比较。
2009-01-12 astro-ph.GA astro-ph.HE
Indication of a Local "Fog" of Sub-Ankle UHECR
高能宇宙射线（UHECR）在星系际空间传播过程中，会与背景辐射场发生相互作用。这些相互作用产生了高能电子/正电子对和光子，这些电子/正电子对和光子又供给电磁级联，从而促成各向同性伽马射线背景（IGRB）。以这种方式产生的伽马射线通量水平高度依赖于UHECR传播距离，以及它们的源随红移的演化。最近，费米-LAT合作报告说，河外伽马射线总通量的大部分来自河外点源。这对通过UHECR传播产生的IGRB设定了严格的上限，并随后限制了它们在遥远宇宙中的丰度。专注于在脚踝以下的能量在一个狭窄的能带（$(1-4)\times 10^{18}$ eV）的UHECR的贡献，我们计算通过UHECR传播所产生的漫射伽马射线通量，归一化的总宇宙射线能量预算在这个波段的测量。我们发现，为了不过度产生新的IGRB限制，可能存在由附近来源产生的UHECR的局部“雾”，其中可能有来自我们银河系的不可忽略的贡献。假设在820 GeV观测到的IGRB的一个给定的分数来自UHECR，我们得到了一个约束的最大距离为他们的大多数来源。由于其他未解决的源人群仍然污染新的IGRB限值，并且踝关节以上的UHECR也总是导致该背景，因此此处提供的结果相当保守。
2016-09-04 astro-ph.HE
Extragalactic Sources and Propagation of UHECRs
利用公开可用的传播地外UHE粒子的天体物理模拟框架CRPropa 3，现在可以有效地研究现实的UHECR源场景，包括银河系和河外磁场的偏转。在这里，我们讨论了三个最近的研究已经在这个方向上完成。第一个调查可以预期的情况下，最大允许的星系际磁场。这里表明，即使空洞包含强磁场，附近来源的能量为$\gtrsim 60 \; \text{EeV}$的质子的偏转可能足够小，以允许UHECR天文学。第二项研究着眼于几种情况下，一个较小的磁化集中在大规模的各向异性。结果表明，局部源分布对大尺度各向异性的影响比EGMF模型更为显著。例如，一个显著的偶极子分量可以用5 Mpc距离内的主导源来解释。第三项研究探讨了UHECRs是否来自本地射电星系。如果是这种情况，则难以再现所观察到的低水平的各向异性。因此得出结论，此处使用的EGMF模型中空隙中的磁场强度过低和/或存在这些模拟中未考虑的其他UHECR源。
2017-05-05 astro-ph.HE
Mock Catalogs for UHECR Studies
我们提供了40 EeV以上的宇宙射线的真实模拟星表，假设它们的源是模拟的、体积有限的巡天中普通星系的随机子集，源密度有各种选择：10^-3.5 Mpc^-3、10^-4.0 Mpc^-3和10^-4.5 Mpc^-3。源处的光谱取为E^-2.3，宇宙学红移的影响以及光子和e^+ e^-能量损失都包括在内。
2011-12-18 astro-ph.HE
Predicted power in ultra high energy cosmic rays from active galaxies
内容：随着皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列（TA）等宇宙线实验收集到越来越多的数据，对超高能宇宙射线（UHECR）源的探索仍在继续。我们已经有了一些关于所涉及的来源或来源类型的提示，需要更多的工作来确认这些。目的：我们打算预测的UHECR通量和粒子的最大能量从两个完整的样本附近的活动星系，选择在无线电和远红外频率。此外，我们调查的磁散射的UHECR路径在干预宇宙空间。研究方法：本文提出了一种分三步寻找UHECR源的新方法，首先对这类源的活动进行建模，得到UHECR的通量和粒子加速的最大能量，然后对星系际空间的相互作用和角偏转进行建模，最后模拟出宇宙射线事件的分布，并与未来宇宙射线观测站的数据进行统计比较。结果：我们分析了两类源，伽马射线暴（GRB）和射电伽辽金（RGs）。根据UHECR通量的排序，很少有RG是可行的候选者，因为对于GRB来说，许多源都是可行的候选者，需要沿着它们到地球的路径更少的粒子散射来解释目前观察到的天空分布。大部分来自RG的通量来自南方天空，而大部分来自GRB的粒子通量来自北方，尽管差异如此之小，以至于需要大量的统计数据来证实这一点。星系际和银河系的磁场可能有助于区分这两种极端情况，也可以区分相同能量下的纯质子和重核。因此，平谱射电源，如3C279应确认生产UHECR在这类来源通过高能中微子。
2011-12-05 astro-ph.CO astro-ph.HE
Heavy Nuclei Synthesized in Gamma-Ray Burst Outflows as the Source of UHECRs
皮埃尔·俄歇天文台最近的测量表明，超高能宇宙射线（UHECR）的成分在高能时由重核主导。然而，到目前为止，还没有天体物理学的动机来考虑重元素高度富集的来源。在这里，我们证明了从伽马射线暴（GRB）的流出物可能确实主要由质量为A ~ 40-200的核组成，这些核是随着热物质从中心发动机膨胀而合成的。特别是，如果喷流是由磁场主导的（而不是热驱动的火球），它的低熵使重元素能够有效地形成。采用毫秒原磁星模型的GRB中央引擎，我们表明，重核都是合成的原磁星风，并在原则上可以加速到能量> 1 e20 eV的冲击或区域的磁重联，负责提供动力的GRB。类似的结果可能适用于吸积动力的伽玛暴模型，如果射流起源于磁化盘风。根据合成核的精确分布，我们预测平均初级质量可能会继续增加，超过最高能量的Fe族元素，可能达到A ~ 90（锆），A ~ 130（碲），甚至A ~ 195（铂）峰。因此，未来在能量>~ 1 e20 eV的UHECR成分的测量可以证实或限制我们的模型，并可能探测GRB外流的性质。超重核在河外背景光中的衰减长度较长，极大地扩展了可获得源的体积，增强了伽玛暴作为超高能ECR源的能量约束。
2011-05-30 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Galactic magnetic field in the light of starburst-generated ultrahigh-energy cosmic rays
俄歇数据显示了超高能宇宙射线（UHECR）和附近星暴星系之间相关性的证据。这种有趣的相关性与望远镜阵列收集的数据是一致的，这些数据揭示了距离星暴星系M82不远的到达方向上的一个更明显的方向性“热点”。在这项工作中，我们假设恒星爆发的源UHECR和调查的前景，使用观测到的分布UHECR到达方向来约束银河系磁场模型。我们表明，如果望远镜阵列的热点确实起源于M82，UHECR数据将放置一个强有力的约束相干和湍流分量的银河系磁场。
2019-07-14 astro-ph.HE hep-ph
Cen A persistence and Virgo absence versus updated maps to understand UHECR nature
超高宇宙射线（UHECR）应该追踪它们的来源，创造新的天文学。他们的事件计数最终通过俄歇实验增长到宇宙天空。如果它们是质子，它们的地图应该遵循一个狭窄的宇宙体积（GZK截止区域，与超银河平面（SPG）或本星系群相关）的质量分布，正如大多数人所预期的那样。最近，最后69个UHECR不再遵循SGP图，开辟了非常不同的相关性和极端弯曲连接的道路;我们在这里再次确认我们的锂离子核解释，同时在这里显示不同的无线电，X，伽马和数十TeV CR图上的最后一个事件。室女星系团的缺席，沿岑A的UHECR集群的持久性，沿船帆座的第一个三重态似乎证实了轻核UHECR的理解，这意味着一个非常狭窄的宇宙观，甚至部分星系起源。UHECR碎片可能遵循（在一半，四分之一的能量）相同的UHECR图，其尾部或冠部聚集在主要UHECR组周围。次级伽马和UHE中微子也可能部分地跟踪这些地图。EeV或PeV的Tau中微子可能在关联UHECR图和通过夜间水平上升的Tau空气簇射将核子与核自然分离中发挥作用，可能在俄歇荧光望远镜中。
2010-12-31 astro-ph.HE
Radio Quiet AGNs as Possible Sources of Ultra-high Energy Cosmic Rays
活动星系核（AGN）是超高能宇宙射线（UHECR）的最广泛讨论的来源之一。皮埃尔俄歇天文台（PAO）最近的观测结果表明，~10^{18.5} eV以上的超高能电子回旋共振可能向重核方向发生成分变化。我们在这里表明，如果确实UHECR主要是重核，那么附近的无线电安静活动星系核也可以是UHECR的可行来源。我们推导出的加速网站，使UHECR加速到10^{20} eV，而不遭受损失的限制。我们表明，加速的UHECRs和高能量重核的生存是可能的，在秒差距尺度的弱喷流，通常观察到在这些对象，主要的能量损失通道是光致蜕变。在这个尺度上，预期由射流内部或射流与周围物质的相互作用产生的冲击波引起的能量耗散，这可能将粒子加速到非常高的能量。我们讨论了射电宁静活动星系核对观测到的UHECR通量的可能贡献，并表明单个天体在UHECR中所需的能量产生率可能低至~ 3*10^{39} erg/s，这小于测热光度的1%，因此在能量上是一致的。我们讨论了这个模型的后果，主要的一个是难以检测高能次级粒子（γ射线和中微子）从同一来源。
2009-12-17 astro-ph.HE
Blasts from the Past: UHECR Excesses from a Population of GRB 21009A-like Transients
University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩分校）；NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）
本文提出半人马座A附近UHECR过量可能源于过去GRB 221009A类事件，模拟本地群体，估计天空存在3-7个过量，并可通过奥格天文台和望远镜阵列数据检验。
2026-10-06 astro-ph.HE
A Hierarchical Shock Model of Ultra-High-Energy Cosmic Rays
Stanford University（斯坦福大学）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）；Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学天文研究所）；Astrophysical Big Bang Laboratory, RIKEN（理化学研究所大爆炸天体物理实验室）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）
该研究提出分层冲击模型解释超高能宇宙射线谱，通过模拟冲击产生的能量分布，揭示其与观测结果的一致性，并探讨磁场增强机制及对无线电背景的影响。
2026-02-07 astro-ph.HE
Astrophysical interpretation of Pierre Auger Observatory measurements of the UHECR energy spectrum and mass composition
我们提出了一个简单的天体物理模型的UHECR源的能谱和质量组成的皮埃尔俄歇天文台测量的数据相结合。该拟合已经针对高于5EeV的能量进行，即所谓的“脚踝”特征上方的所有粒子光谱的区域。我们采用的天体物理模型由均匀分布在共动体中的相同源组成，其中原子核以刚性依赖机制加速。拟合结果表明，源的特点是相对较低的最大注入能量和硬光谱指数。讨论了各种系统不确定性对上述结果的影响。
2017-05-10 astro-ph.HE
Cosmogenic Neutrino Point Source and KM3-230213A
本文研究瞬变超高能宇宙线源产生的宇宙成因中微子点源性质，指出其角范围通常为亚度量级且早期通量可超过弥漫背景，并论证 KM3-230213A 事件可能来自附近瞬变 CN 源而非弥漫发射。
2025-07-18 astro-ph.HE
Galactic magnetic deflections and Centaurus A as a UHECR source
我们评估了银河系磁场的主要模型的有效性预测UHECR偏转从岑A。Jansson-Farrar 2012 GMF模型（JF 12）包括条纹和随机分量，以及其他模型中未考虑的对规则场的平面外贡献，迄今为止对全天空数据的拟合最好，包括WMAP 7 22 GHz同步辐射图的Q，U和I以及~ 40，000 $河外旋转测量（RM）。在这里，我们测试的模型，特别是在Cen A地区，使用160个测量良好的RM和偏振强度从WMAP，附近，但外面的Cen A无线电波瓣。JF 12模型的预测与观测结果非常吻合，证明了其对来自Cen A的UHECR偏转预测的可信度。我们发现，在69个高于55 EeV的俄歇事件中，多达6个与起源于Cen A并且偏转<18度一致;在这种情况下，3个是质子，3个Z=2-4。18度以内的13个事件中的其他事件必须有另一个起源。为了使在Cen A和银河系之间的随机河外磁场明显改变这些结论，它的强度必须大于80 nG --远远大于通常的想象。
2012-11-29 astro-ph.HE
UHECR Clustering: Lightest Nuclei from Local Sheet Galaxies
Rome University 1（罗马第一大学）；Mediterranian Institute of Fundamental Physics（地中海基础物理研究所）；National University of Oil and Gas Gubkin University（古比雪夫石油天然气国立大学）；Virtual Institute of Astroparticle Physics（虚拟高能天体物理研究所）；Southern Federal University（南方联邦大学）
基于成团、各向异性、不对称性、弯曲和成分随能量变化等观测结果，提出最轻UHECR原子核来自几Mpc内本地片层的AGN或星暴源，可解释数十EeV热点成团，并关联最近星系与AGN。
2026-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The science of ultra-high energy cosmic rays after more than 15 years of operation of the Pierre Auger Observatory
该研究基于皮埃尔·奥格天文台15年多数据，总结了超高能宇宙射线的能谱、成分和到达方向研究，确认了其河外起源，并设定了中微子与光子通量上限，对多信使和BSM物理有重要意义。
2023-09-03 astro-ph.HE
A Bayesian analysis of the 69 highest energy cosmic rays detected by the Pierre Auger Observatory
超高能宇宙射线（UHECR）的起源仍然是一个悬而未决的问题。已经进行了几次尝试，以交叉相关的UHECR的到达方向与目录的潜在来源，但没有明确的结论已经达成。我们报告的贝叶斯分析的69个事件从皮埃尔俄歇天文台（PAO），其目的是确定的部分UHECR起源于已知的活动星系核的Veron-Cety & Veron（VCV）目录，以及活动星系核检测的雨燕爆发警报望远镜（Swift-BAT），星系从2 MASS红移巡天（2 MRS），和额外的体积有限的样本17个附近的活动星系核。这项研究利用了一个多层次的贝叶斯模型的UHECR注入，传播和检测。我们发现，对于先验参数的合理范围，贝叶斯因子不支持纯各向同性模型。对于模型参数的置信值，我们报告了VCV、Swift-BAT和2 MRS星表以及17个活动星系核样本的68%可信区间，分别为0.09+0.05-0.04、0.25+0.09-0.08、0.24+0.12-0.10和0.08+0.04-0.03。
2016-01-11 astro-ph.HE
Active Galactic Nuclei as potential Sources of Ultra-High Energy Cosmic Rays
活动星系核（AGN）及其相对论喷流是最有希望的超高能宇宙线（UHECR）加速器。这个紧凑的审查总结了基本的实验结果，最近的仪器，并讨论了可能的解释和天体物理学的限制源能量。特别注意的是在AGN的UHECR加速的潜在网站和机制，包括间隙型粒子加速接近黑洞，以及一阶费米加速在trans-relativistic冲击和随机剪切粒子加速在大尺度喷流。最后两种机制是我们目前认识的最有希望的机制，而邻近的FR~I型射电星系为UHECR加速提供了合适的环境。
2022-11-22 astro-ph.HE
The extragalactic ultra-high energy cosmic-ray dipole
我们探讨了最近探测到的~ $>8$ ~EeV超高能宇宙线（UHECR）到达方向的偶极各向异性是由于大尺度结构（LSS）引起的可能性。我们假设宇宙线源遵循物质分布，并考虑星系际磁场（IGMF）中的扩散输运，计算了通量加权UHECR的均方根偶极振幅。我们发现在进入银河系之前，通量加权均方根偶极振幅为$\sim8$ %。[4-8] EeV的振幅仅略低于$\sim 5$ %。所需的IGMF为{5-30 nG}的量级，并且UHECR源必须相对靠近，在$\sim$ 300 Mpc内。在较低的能量箱的统计上显著的信号的情况下，可以解释，如果相同的核素占主导地位的组合物在两个能量箱和扩散的银河磁场（GMF）减少了这些较低的刚性粒子的偶极子。高能UHECRs的光致衰变也会使低能偶极有所减少。
2017-11-16 astro-ph.HE
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
Correlations between Ultrahigh Energy Cosmic Rays and Infrared-Luminous Galaxies
通过对红外光度大于10 ^{10} L_sun的PSCz星系进行红移角-红外光度扫描，证实了Pierre Auger天文台利用活动星系核的非均匀Veron-Cetty Veron（VCV）星表建立的UHECR视界。最强的相关性-对于z <0.016，psi = 2.1 deg，并且L_ir> 10 ^{10.5} L_sun-出现在小于0.3%的具有各向同性源方向的扫描中。当我们对使用UHECR能量阈值施加惩罚时，该阈值被调整为最大化与VCV的相关性，显著性降低至1.1%。由于PSCz星表是完整的，并且这些参数的体积有限，这表明皮埃尔·俄歇天文台发现的UHECR视界不是VCV星表的不完整性和其他特性的产物。UHECR和附近最高红外光度的PSCz星系之间的相关性的强度比大约90%的PSCz星系的光度分配混乱的试验更强。如果未来的数据证实，这一结果将表明，UHECR的来源更强烈地与明亮的红外星系比普通的，低红外光度星系。
2010-04-12 astro-ph.HE
UHECR Signatures and Sources
Rome University “La Sapienza”（罗马大学）；MIFP, Rome, Italy（MIFP）；National University of Oil and Gas «Gubkin University»（国立石油天然气大学古布金大学）；Institute of Physics, Southern Federal University（南联邦大学物理研究所）
研究揭示超高能宇宙射线由最轻核构成，通过局部源和AGN等信号叠加，解释了双极各向异性及簇分布特征。
2023-03-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Bayesian analysis of the 27 highest energy cosmic rays detected by the Pierre Auger Observatory
超高能宇宙射线（UHECR）可能是由活动星系核（AGN）产生的，但目前还没有确凿的证据证明这一假设。已经有几份报告指出了UHECR的到达方向与附近活动星系核的位置之间的相关性，其中最强的探测来自皮埃尔俄歇天文台（PAO）探测到的27个UHECR样本。然而，PAO结果是基于统计方法，该方法不仅忽略了一些相关信息（最明显的是UHECR到达能量，而且还忽略了到达方向上的一些信息），而且还涉及相关参数的一些有问题的微调。本文对2007年9月前收集的PAO数据进行了贝叶斯分析，发现在VCV星表中，有一部分UHECR起源于已知的活动星系核，其F_AGN = 0.15^（+0.10）_（-0.07）。尽管PAO-AGN的相关性是巧合的可能性很小（F_AGN = 0.15是F_AGN = 0.00的200倍），但所有UHECR都来自VCV活动星系核的假设被排除了。
2011-07-29 astro-ph.HE hep-ph
Ultra high energy cosmic rays from super-heavy dark matter in the context of large exposure observatories
超高能宇宙射线（UHECR，$E>10^{18}$ eV）的起源至今仍不确定。然而，由于皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列天文台的数据，已经取得了很大的进展。UHECR通量呈现两个主要特征，被称为脚踝的光谱硬化和在较高能量下的抑制。实验数据表明，在脚踝以上的UHECRs流量占主导地位的星系外组成部分的天体物理起源。然而，少数组成部分的外来起源，占主导地位的流量超过抑制仍然是兼容的，与目前的数据。因此，存在一部分UHECR通量来源于星系晕中聚集的超重暗物质粒子衰变的可能性。在这些情况下，主要的贡献来自我们星系的晕。在这篇文章中，识别这些场景的背景下，未来非常大的曝光宇宙射线观测站的可能性进行了研究。值得一提的是，位于附近宇宙的河外晕的贡献也包括在这些研究中。
2019-09-19 astro-ph.HE
Ultra-high-energy-cosmic-ray hot spots from tidal disruption events
我们考虑了由邻近星系中的超大质量黑洞（SMBHs）引起的潮汐破裂事件（TDEs）可以解释最近由望远镜阵列（TA）报道的超高能宇宙线（UHECR）热点和皮埃尔俄歇天文台（PAO）报道的暖点的可能性。我们描述了预期的宇宙射线信号从TDE和推导出的时间尺度的限制，由于星系际磁场和吸积时间的SMBH的色散。我们发现，在M82中的TDE可以解释由TA检测到的热点，无论UHECR是由质子或更重的核。然后，我们检查从M82和Cen A的热点和暖点与GZK半径内所有SMBH的全天空各向同性信号的一致性。这种分析适用于任何情况下，其中热点/热点是真实的，并由于M82和Cen A，无论TDE是否是UHECR的来源。我们发现从M82和Cen A推断的光度密度所暗示的各向同性通量比观察到的要大大约一个数量级，但是我们提供了几种可能的解释，包括局部过密度的可能性和UHECR中中等质量核的可能性，以解决张力。
2016-06-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultra-High-Energy Cosmic Rays from Low-Luminosity Active Galactic Nuclei
研究了低光度活动星系核（LLAGN）相对论喷流中超高能宇宙线（UHECR）的产生。首先，我们提出了一个模型的UHECR的贡献，从黑洞（BH）在LLAGN，它提出了一个喷流功率$P_{\mathrm{j}} \leqslant 10^{46}$ erg s $^{-1}$。这与只有高光度活动星系核才能将粒子加速到能量$ \geqslant 50$ EeV的观点相反。我们重写的方程描述的同步自吸收发射的非热粒子分布，以获得所观察到的无线电通量密度从源的平谱核心和它的关系的喷流功率。我们发现UHECR的通量依赖于{ \it观测到的射电通量密度、到活动星系核的距离和BH的质量}，其中粒子加速区可以由活动星系核中心BH的磁能提取来维持。我们使用一个完整的样本29个射电源的总通量密度在5 GHz大于0.5 Jy的最大粒子能量，光度和流量的UHECR附近活动星系核的预测。这些预测，然后使用在Mathematica（SAM代码）开发的半分析代码作为输入的蒙特卡罗模拟，以获得在地球上的到达方向的分布和能量谱的UHECR，考虑到他们的偏转在星系间的磁场。为了比较，我们也使用CRPropa代码，其初始条件与SAM代码相同。重要的是，为了计算能谱，我们还包括每个UHECR源的UHECR通量的加权。接下来，我们将UHECRs的能谱与皮埃尔俄歇天文台获得的能谱进行比较。
2014-09-29 astro-ph.HE
Constraining the Emissivity of Ultrahigh Energy Cosmic Rays in the Distant Universe with the Diffuse Gamma-ray Emission
在宇宙学距离上发射的能量大于10 ^19 eV的超高宇宙射线（UHECR）会被宇宙微波和红外背景辐射通过光强过程衰减。如果河外磁场像纳高斯一样强，那么由于扩散，较低能量的河外宇宙射线（~10^18-10^19 eV）在哈勃时间内只能传播小于~Gpc的线性距离。这使得我们无法直接观测到宇宙中的大多数UHECR，因此观测到的UHECR强度仅反映了附近宇宙中数百Mpc范围内的发射率。然而，遥远宇宙中的UHECR通过与宇宙背景光子的相互作用，产生UHE电子和伽马射线，这些电子和伽马射线反过来引发宇宙背景光子的电磁级联。这种次级级联辐射形成了河外扩散GeV-TeV伽马射线辐射的一部分，与原始的UHECR不同，它是可以观测到的。受费米/LAT对河外弥漫伽马射线背景辐射的新测量的启发，我们通过要求它们产生的级联辐射不超过观测水平，获得了遥远宇宙中UHECR发射率的上限。通过与候选UHECR源（如伽玛暴和活动星系核）在高红移下的γ射线发射率的比较，我们发现，所获得的平坦质子谱的上限比伽玛暴中的γ射线发射率大~10^1.5倍，比BL Lac天体中的γ射线发射率小~10倍。在铁核组成的情况下，导出的上限的UHECR发射率是一个因素的3-5倍。进一步得到了宇宙成因中微子通量的鲁棒上限，这是冰立方探测器和下一代探测器JEM-EUSO勉强可以达到的。
2011-07-22 astro-ph.HE
