Cosmic rays, neutrinos and GeV-TeV gamma rays from Starburst Galaxy NGC 4945
高能天体物理中微子和超高能宇宙射线（UHECR）的探测为探索宇宙射线源提供了新的途径。冰立方探测到的最高能量中微子事件之一，被标记为IC35，接近皮埃尔俄歇天文台探测到的UHECR各向异性区域。附近的星暴星系（SBG）NGC 4945接近这个各向异性区域，并且在IC 35事件的平均角误差范围内。考虑到位于NGC 4945星暴星系SB区的超新星贡献，它可以将质子加速到$\sim 10^{17} \, {\rm eV}$并将它们注入星际介质，我们研究了该星暴星系周围这一事件的起源。我们表明，如果SB区域的磁场强度为$\sim \rm mG$量级，则这些质子与SB区域气体密度的相互作用可以解释费米LAT伽马射线和射电观测。如果考虑质子光谱指数为2.4（2.7），我们估计十年内该源的PeV中微子事件约为0.01（$4\times10^{-4}$），这将表明IC 35不在该SBG的中心区域产生。此外，我们考虑了NGC 4945的超风区域，并表明质子在其中几乎不能被加速到UHEs。
2021-09-14 astro-ph.HE
Theoretical Explanation of the Cosmic Ray Perpendicular Diffusion Coefficient in the Nearby Starburst Galaxy NGC 253
扩散系数通常用来描述宇宙射线在宇宙中的传播。虽然这样的传输参数可以从太阳系的实验中获得，但很难确定银河系或外部星系的扩散系数。最近，有人提出了一个在邻近的星暴halbeneux NGC 253中垂直扩散系数的值。在本文中，我们重现这个值理论上通过使用先进的分析理论垂直扩散。
2012-12-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
γ-rays from starburst galaxies
本文综述了星暴星系γ射线观测的现状，包括星载观测和地基成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）观测，观测能量从几百MeV到TeV。讨论了典型星暴星系M82和NGC 253的高能（HE; 100 MeV < E < 100 GeV）和甚高能（VHE; E > 100 GeV）辐射的性质，并将其与其他显示出增强的恒星形成活动的星系如NGC 4945和NGC 1068的HE γ射线辐射联系起来。最后，展望了利用切连科夫望远镜阵列（CTA）研究从银河系到整个星系的恒星形成- γ射线发射关系的前景。
2012-10-25 astro-ph.HE
Discovery of GeV emission from the direction of the luminous infrared galaxy NGC 2146
最近对星暴星系M82和NGC 253的高能伽马射线发射的探测表明，星暴星系是宇宙射线的巨大储存库，这些宇宙射线通过与致密的星际介质碰撞将其能量的很大一部分转化为伽马射线。本文报道了利用费米大天区望远镜68个月的观测资料，对几个邻近的恒星形成星系和星暴星系的高能γ射线辐射进行的研究。我们发现一个$\sim5.5σ$探测到的伽马射线发射超过200{ \rm MeV}从源空间上与位置一致的亮红外星系NGC~2146。考虑到γ射线辐射的时间和光谱特性，我们认为该γ射线源可能是NGC~2146的对应物。伽马射线光度表明NGC~2146中的宇宙射线将大部分能量转化为次级π介子，因此NGC~2146是一个“质子量能器”。研究还发现NGC 2146的伽玛射线光度与恒星形成星系的总红外光度之间服从准线性标度关系，加强了大质量恒星形成与恒星形成星系伽玛射线辐射之间的联系。预测了NGC~2146可能的TeV辐射，并讨论了该辐射对星暴星系高能中微子辐射的影响。
2014-08-08 astro-ph.HE
The Radio-Gamma Correlation In Starburst Galaxies
本文系统地研究了星暴星系中的非热电子-质子等离子体及其发射过程，以解释射电波段光度与最近观测到的伽玛光度之间的相关性。在这样做时，宇宙射线的电子和质子的空间均匀的星爆内的稳态描述被认为是连续的动量损失，以及灾难性的损失，由于扩散和平流。相对论性宇宙射线的主要来源，如超新星遗迹，提供了一个准中性等离子体的动力学幂律谱，我们占刚性依赖的电子和质子之间的差异的频谱。我们用同步辐射、逆康普顿散射、韧致辐射和强子π介子产生来研究由此产生的轻子和强子辐射过程。最后，利用NGC 253、M82、NGC 4945和NGC 1068的射电和γ射线波段观测数据以及观测到的超新星速率来约束最佳拟合模型。在NGC 253、M82和NGC 4945的情况下，我们的模型能够准确地描述数据，表明：（i）超新星是NGC 253、M82和NGC 4945的主要粒子加速器，但不是NGC 1068的情况。(ii)所有被考虑的星暴星系都是贫质子量热计，其中NGC 253的逃逸主要由星系风驱动，而NGC 4945和M82（能量> 1 TeV）的逃逸主要由扩散驱动。(iii)强子π介子产生的次级电子对于模拟射电通量是很重要的，但是相关的中微子通量低于目前的观测极限。
2016-05-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Bayesian parameter study of the Seyfert-starburst composite galaxies NGC 1068 and NGC 7469
Ruhr-Universität Bochum（鲁尔大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
通过贝叶斯方法研究NGC 1068和NGC 7469的非热特征，揭示AGN火球空间扩展与能量的关系，强调需考虑空间非均匀性以提升理解。
2026-02-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
Seyfert 2 galaxies in the GeV band: jets and starburst
费米/LAT合作最近报告了在高能伽马射线域中探测到的星伯特星系，以及射电大声窄线塞弗特1天体。在费米/LAT星表的第一年中，复合星暴/Seyfert 2星系的位置附近的源的存在的动机，我们的目标是研究高能量的伽马射线发射从这样的对象，并在解开星暴和Seyfert活动的排放。我们分析了NGC 1068和NGC 4945的1.6年费米/LAT数据，它们是最亮的塞弗特2星系之一。我们寻找潜在的高能量信号的变化，并得出这些来源的频谱。我们还分析了过去七年的公共INTEGRAL IBIS/ISGRI数据，以获得它们的硬X射线光谱。我们发现1FGL J0242.7+0007和1FGL J1305.4-4928分别有8.3 sigma和9.2 sigma的高能γ射线过剩，这与Seyfert 2星系NGC 1068和NGC 4945的位置一致。源的能谱可以用幂律描述，其中NGC 1068的光子指数为Gamma=2.31 \pm 0.13，而NGC 4945的光子指数为Gamma=2.31 \pm 0.10。对于这两个来源，我们没有检测到显着的变化，也没有任何迹象表明，弯曲的频谱。我们讨论的背景下，塞弗特或星爆活动的这些对象的高能量发射的起源。虽然NGC 4945的辐射与星暴活动一致，但NGC 1068的辐射比预期高出一个数量级，这表明主要的辐射来自活跃的核。我们发现，轻子的情况下，可以解释NGC …
2010-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmic rays from the nearby starburst galaxy NGC 253: the effect of a low luminosity active galactic nucleus
NGC 253是一个邻近的星暴星系，位于玉夫座星系群中，距离3.5 Mpc，一些作者认为它是宇宙射线加速到超高能量的潜在地点。它的核心区域被气体和尘埃严重遮蔽，这使得我们无法确定该星系是否拥有一个与星暴共存的超大质量黑洞。在文献中已经提出了一些来源作为活性核的候选者。在这项工作中，我们的目标是确定的影响，一个超大质量黑洞在NGC 253的核可能对宇宙射线加速的存在。有了这个目标，我们模拟的吸积流到假定的活动核，我们评估的可行性粒子加速的黑洞发电机机制。作为一个副产品，我们探索的吸积流中的非热粒子的星系的高能量发射的潜在贡献。我们发现，在三个最可能的核候选者，吸积流的排放将抑制黑洞发电机机制。为了完全排除NGC 253中一个假定的核可能对宇宙射线加速产生的影响，需要更好地澄清该核的真实性质。
2020-03-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Seyfert 2 galaxies in the GeV band: jets and starburst
费米/LAT合作最近报告了在高能伽马射线域中探测到星伯特星系，以及无线电大声窄线塞弗特1天体，这些天体以前是不寻常的高能发射的河外嫌疑人。受Fermi/LAT星表中第一年发现的星暴/Seyfert 2复合星系附近存在源的启发，我们研究了这类天体的高能γ射线辐射，旨在解开星暴辐射和Seyfert活动的纠缠。我们分析了NGC 1068和NGC 4945的1.6年费米/LAT数据，它们是最亮的塞弗特2星系之一。我们发现1FGL J0242.7+0007和1FGL J1305.4-4928分别有8.3 sigma和9.2 sigma的高能γ射线过剩，这与Seyfert 2星系NGC 1068和NGC 4945的位置一致。虽然NGC 4945的高能量通量与星暴活动一致，但NGC 1068的能量通量比预期高出一个数量级，这表明主要的辐射来自活跃的核。我们发现，轻子的情况下，可以解释NGC 1068的多波长光谱能量分布。高能量的伽玛射线辐射，从而揭示了第一次在塞弗特2星系。如果这一结果在其他天体中得到证实，随着一类新的高能伽马射线发射体的发现，将为GeV波段开辟新的前景。
2011-02-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
On The GeV & TeV Detections of the Starburst Galaxies M82 & NGC 253
费米、HESS和VERITAS观测到的来自M82和NGC 253的GeV和TeV辐射限制了这些密集恒星爆发中宇宙射线（CR）的物理性质。我们认为，伽马射线主要是强子的起源，如先前的研究所预期的。测量的通量意味着，π介子的损失是有效的CR质子在两个星系：我们表明，一个分数F_cal ~ 0.2 - 0.4的能量注入高能量的初级CR质子失去了非弹性质子-质子碰撞（π介子生产）逃逸前，产生γ射线，中微子，和次级电子和正电子。我们讨论了这个估计中的因子~2不确定性，包括超新星速率和轻子对GeV-TeV辐射的贡献。我们认为，像Arp 220 ULIRGs的伽马射线数据可以测试是否M82和NGC 253是真正的量热，我们提出的上限Arp 220从费米数据。我们发现，所观察到的比率的GeV GHz通量的星爆表明，非同步加速器冷却过程是重要的冷却CR电子/正电子人口。我们简要地重新考虑以前的预测在光的伽马射线探测，包括星爆的伽马射线背景和CR能量密度的贡献。最后，作为未来研究的指南，我们列出了天空中最亮的恒星形成星系，并对其伽马射线和中微子通量进行了更新预测。
2011-04-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Evidence of AGN activity in the gamma-ray emission from two starburst galaxies
星暴星系是宇宙射线（CR）的巨大储存库，这些CR通过与星际介质（ISM）碰撞将其能量的很大一部分转化为伽马射线。所产生的GeV伽马射线辐射在时间上是稳定的，并且发现通量与恒星形成速率的指标，例如总红外（IR）光度$L_{\rm IR}$和1.4 GHz $L_{\rm 1.4\ GHz}$的单色射电连续光谱光度，即，遵循$L_γ-L_{\rm IR}$和$L_γ-L_{\rm 1.4\ GHz}$关系。最近，在第四个\textsl{Fermi}大天区望远镜（LAT）源表（4FGL）中发现了两个星暴星系NGC 3424和UGC 11041的γ射线超区。与其他由\textsl{Fermi} -LAT探测到的星暴星系不同，我们发现NGC 3424和UGC 11041的γ射线辐射具有显著的通量变化。NGC 3424和UGC 11041的红外辐射和射电辐射相对较弱，它们是星暴星系$L_γ-L_{\rm IR}$和$L_γ-L_{\rm 1.4\ GHz}$关系的异常值。这些结果表明，NGC 3424和UGC 11041可能含有被遮蔽的活动星系核（AGN），活动星系核活动提供的主要贡献的伽马射线辐射相比，由星爆活动提供的。
2019-10-15 astro-ph.GA astro-ph.HE
AGN/starburst connection in action: the half million second RGS spectrum of NGC1365
我们提出了一个深（~5.8天）0.3-2千电子伏的高分辨率光谱的NGC 1365，收集与反射光栅光谱仪（RGS）的XMM-牛顿。该光谱主要是由强的复合线的He和H-样的过渡从碳到硅，以及从FeXVII的L过渡。连续性很强，特别是在10到20埃的范围内。正式的配合需要两个光学薄，碰撞电离等离子体组件，温度约300和约640 eV。然而，他们留下了大部分的He-α OVII和NVI三联体的违禁成分。这些特征可以解释为由光电离气体产生。因此，NGC 1365是第一个被遮蔽的活动星系核，它的高分辨率X射线光谱需要碰撞电离和光电离。光致电离的相对弱并不源于活动星系核的内在弱性，活动星系核的X射线光度约为10^{42} erg/s。我们认为，它可能反而来自于从活动核到NLR的视线被宽线区域中的光学厚物质阻挡，同时负责观测到的大的柱密度变化遮蔽X射线活动核。或者，NGC 1365可能拥有一个与活动星系核吸积功率相比非常明亮的核恒星爆发。
2009-08-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
High Energy Emission from the Starburst Galaxy NGC253
高能伽马射线区域的测量灵敏度已经大大提高，并且在不久的将来将进一步提高，从而激发了对附近星暴星系NGC 253的高能（>100 MeV）和甚高能（VHE：>100 GeV）伽马射线辐射的详细计算。采用高能电子和质子传输的对流-扩散模型，并考虑所有相关的强子和轻子过程，我们通过详细的数值处理确定了这些粒子的稳态能量分布。电子分布是直接归一化的测量同步辐射从中央星爆区域的无线电发射，一个共同预期的理论关系，然后在这个地区的质子光谱归一化。这样做完全指定了整个银盘的电子光谱，并与一个假设的空间分布的磁场，预测的无线电发射从整个磁盘匹配很好地观察到的频谱，证实了我们的治疗的有效性。计算了这两种粒子的辐射产额;预计整个圆盘的HE和VHE积分通量分别为f（>100 MeV）~ 2 x 10 ^-8 cm^-2 s^-1和f（>100 GeV）~ 4 x 10 ^-12 cm^-2 s^-1。我们讨论的可行性测量发射在这些水平上与星载费米和地面切伦科夫望远镜。
2009-09-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
The 0.3-30 keV Spectra of Powerful Starburst Galaxies: NuSTAR and Chandra Observations of NGC 3256 and NGC 3310
我们提出了几乎同时钱德拉和NuSTAR观测两个活跃的恒星形成星系在50 Mpc：NGC 3256和NGC 3310。这两个星系都被钱德拉和NuSTAR探测到，它们共同提供了这两个星系的首次光谱，范围为0.3-30 keV。两个星系的X射线发射都是由钱德拉空间分辨的;我们发现热气体在E < 1-3 keV的发射中占主导地位，而超亮X射线源（ULX）在E > 1-3 keV时占主导地位。这两个星系的NuSTAR全星系光谱都遵循陡峭的幂律分布，在E > 5-7 keV时γ ~ 2.6，类似于NuSTAR研究过的明亮的单个ULX和其他星系的光谱。我们发现NGC 3256和NGC 3310都有与核区域一致的X射线探测源;然而，这两个星系陡峭的NuSTAR光谱限制了这些源在自然界中是低光度AGN或非AGN（例如，不能排除达到L2-10 keV ~ 10^40 erg/s的ULX或密集X射线源）。结合我们对NGC 3256和NGC 3310的0.3-30 keV光谱的限制和附近恒星形成星系M83和NGC 253的等效测量，我们分析了这些星暴星系的SFR归一化光谱。所有四个星系的光谱显示急剧下降的幂律斜率超过3-6千电子伏，由于ULX人口。因此，我们的观测限制了发光吸积双星的平均光谱（即，ULX）。这一结果类似于在有针对性的NuSTAR ULX计划中单独研究的超级爱丁顿吸积ULX。我们还发现，NG…
2015-05-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
