Engine-driven Relativistic Supernovae as Sources of Ultra High Energy Cosmic Rays
了解最高能量宇宙射线的起源是探索地球加速器无法达到的能量的新物理学的关键一步。在它们被发现半个世纪后，它们的来源仍然是个谜。它们必须在局部宇宙中加速，否则与宇宙背景辐射的相互作用将严重耗尽能量超过GZK极限的质子和原子核的通量。超超新星、附近的伽玛暴、活动星系核及其耀斑都被认为是可能的来源，并在文献中进行了辩论。Ibc型超新星有一个局部的子群体，具有温和的相对论性喷出物，这些喷出物被认为是次能量的伽玛暴或X射线闪光，最近被认为是有射电余辉但没有检测到伽玛暴对应物的超新星，如SN 2009 bb。本文利用VLA和GMRT观测到的SN 2009 bb的射电谱，测量了SN 2009 bb的大小-磁场演化、重子装载和能量。我们发现，发动机驱动的SNe位于Hillas线之上，它们可以解释后GZK UHECR的特征。
2011-03-21 astro-ph.HE
Realistic modeling of wind and supernovae shocks in star clusters: addressing ${\rm ^{22}Ne/^{20}Ne}$ and other problems in Galactic cosmic rays
宇宙线（CR）源在CR的同位素丰度中留下签名。目前的银河系CRs模型认为超新星（SNe）冲击作为粒子加速的主要场所，不能令人满意地解释较高的${\rm ^{22}Ne/^{20}Ne}$比CRs相比，星际介质。虽然已经调用了来自大质量恒星的恒星风，但它们相对于SNe喷出物的贡献一直被视为自由参数。在这里，我们提出了一个理论计算的相对贡献的风终止冲击（WTS）和SNe冲击的超级气泡，基于流体动力学的风在集群中，标准的恒星质量函数，恒星演化理论。我们发现，WTS对总CR生产的贡献至少是$25\%$，这上升到$\gtrsim 50\%$年轻（$\lesssim 10$ Myr）集群，并解释了观察到的$^{22}{\rm Ne}/^{20} {\rm Ne}$比。我们认为，由于显然孤立的超新星遗迹（SNRs）的祖先出生在大规模的星团，无论是WTS和SNe冲击可以集成到一个组合的情况下，CR被加速在大规模的集群。这种情况是一致的观测比率的SNRs $γ$ -射线亮（$L_γ\gtrsim 10^{35}$ erg s $^{-1}$）星团，作为预测的星团质量函数。此外，WTS可以将CR加速到PeV能量，并解决CR加速标准超新星范式的其他长期问题。
2019-10-22 astro-ph.GA astro-ph.HE
Transient High-energy Gamma-rays and Neutrinos from Nearby Type II Supernovae
在爆炸前，稠密的风环境（或星周介质）可能是规则的II型超新星（SNe）普遍存在的，与SN喷出物的相互作用可能导致风爆发事件。SN喷出物与风的相互作用产生的冲击波可以加速质子，随后高能γ射线和中微子可以从非弹性pp碰撞产生。在这项工作中，我们提出了详细的计算的γ射线和中微子的生产定期II型SNe。该计算是通过应用随时间变化的动态和质子分布的演变，使发射可以显示在不同的时间。结果表明，在类SN 2013 fs风环境中，Fermi/LAT和CTA分别在<2-3 Mpc的时间窗内探测到数GeV和~ 100 TeV的γ射线，并且当风环境较密时，可以在更远的距离探测到γ射线。此外，我们发现，风爆发的规则II型SNe的扩散中微子通量的贡献是次主导假设所有的II型SNe是SN 2013 fs的，而对于一个更密集的风环境的贡献可能是显着的300 TeV以上。
2019-01-17 astro-ph.HE
Optical to X-rays supernovae light curves following shock breakout through a thick wind
最近的超新星（SNe）观测激发了新的兴趣，SN冲击爆发的恒星周围的厚风。在这样的事件中，与风的相互作用为观测到的光度提供了动力，预测包括可观测到的硬X射线。一天或更长时间尺度的风爆发目前最有可能被探测到。在这里，我们研究这些事件之后的信号。我们从辐射介导冲击的爆发开始，发现由于可能偏离热平衡，爆发温度可以从一个事件到另一个事件显著变化（$10^4 - 5 \times 10^6$ K）。一般而言，爆发脉冲持续时间较长的事件$t_{bo}$较软。我们通过辐射介导的激波爆发后形成的无碰撞激波的演化来跟踪观察到的辐射。我们限制的碰撞冲击演化的情况下，突破本身是在热平衡，峰值在光学/紫外线的研究。在这些情况下，断裂后发射包含两种光谱成分-软（光学/UV）和硬（X射线和可能的软$γ$射线）。就在爆发脉冲之后，X射线被强烈抑制，它们只携带总亮度的一小部分。硬组分变得更硬，随后其光度迅速上升，在$\sim 10-50 \,t_{bo}$中占据主导地位。峰值光学/UV与峰值X射线光度的比率主要取决于爆发时间。就X射线和软伽马射线探测的前景而言，最好在爆炸后100-500天进行观察，爆发时间在一周到一个月之间。
2012-10-30 astro-ph.HE
Prospects of direct detection of $^{48}$V gamma-rays from thermonuclear supernovae
对恒星爆炸中合成的放射性同位素发出的伽马射线进行探测，可以对超新星等瞬变过程提供重要的见解，并提供与宇宙化学演化相关的不同同位素种类丰度的详细普查。对附近超新星的观测已经提供了观测证据，证明$^{57}$ Co为SN 1987 A的光变曲线的晚期演化提供了动力，并且有确凿的证据表明$^{56}$ Ni及其子核为Ia型超新星的光变曲线提供了动力。在本文中，我们描述了探测核衰变线与$^{48}$ V，$^{48}$铬，这是预计将大量合成的子核衰变的前景- $M_{\mathrm{Cr}}\sim1.9\times10^{-2}\,\mathrm{M_\odot}$ -在瞬态引发的爆炸性氦燃烧（$α$ -捕获）的厚氦壳。我们计算了质量为$0.45\,M_{\odot}$的碳氧白矮星核心被质量为$0.21\,M_{\odot}$的厚氦层包围的热核爆炸的模拟爆炸模型的出射γ射线线通量。我们目前的观测限制$^{48}$ V在附近的SNe Ia 2014 J使用\textit{INTEGRAL}太空望远镜，不包括$^{48}$ Cr生产的表面上超过$0.1\,\mathrm{M_{\odot}}$。我们发现，根据我们对微弱热核瞬变的出生率预测，未来的伽马射线飞行任务AMEGO将有大约5%的机会在目前计划的运行寿命期间从这些事件中观测到$^{48}$ V伽马射线。我们描述了伽玛射线望远镜\text…
2021-09-08 astro-ph.HE
Cosmic rays in the GeV-TeV energy range from two types of supernovae
AMS-02实验报道了~（0.5-2000）GeV/n范围内几种宇宙线能谱的精确测量。一个有趣的发现是不同物种之间光谱形状的差异。质子的光谱是所有物质中最陡的，氦、碳、氧和铁的光谱比氖、镁和硅的光谱更难。这些观测结果很难解释，因为扩散激波加速，目前最合理的高能宇宙粒子加速理论，期望光谱指数与加速粒子的质量和电荷无关。此外，银河系中的传播已被证明无法补偿这种差异。在这项工作中，我们提出了一个基于两个组件模型的解释宇宙射线在银河系中的起源-第一个组件起源于规则超新星遗迹的星际介质和第二个组件来自Wolf-Rayet超新星。使用最近的结果宇宙射线注入增强超新星冲击在均匀的星际介质和沃尔夫-拉叶星的风环境中，我们表明，这两个组件的组合可以解释AMS-02实验观察到的行为。
2021-07-26 astro-ph.HE
Core-collapse supernovae in dense environments -- particle acceleration and non-thermal emission
超新星遗迹可以加速宇宙射线，这是通过探测到无线电波、X射线和伽马射线中的非热辐射来实现的。然而，将宇宙射线加速到PeV能量的能力还有待证明。在几个年轻的SNRs的伽马射线光谱中存在截止点，这导致了PeV能量可能只在残骸演化的最初几年才能达到的想法。我们使用我们的时间相关的加速代码RATPaC研究宇宙射线的加速超新星膨胀到密集的环境中的大质量恒星周围。我们进行了球对称的1-D模拟，在其中我们同时解决宇宙射线，磁湍流，热等离子体的流体动力学流动的测试粒子限制的输运方程。我们调查了RSG和LBV恒星周围自由膨胀风的典型CSM参数，并解释了爆炸后第一天的强烈伽马-伽马吸收。即使考虑最大的磁场和质量损失率，最大可实现的粒子能量也被限制在600 TeV以下。对于在爆炸前经历适度质量损失的LBV和RSG，最大能量预计不会超过200 TeV和70 TeV。我们发现伽马射线峰值亮度与当前上限一致，并评估了当前一代仪器能够检测到距离高达60 kpc的IIP型爆炸和距离高达1.0Mpc的IIn型爆炸的伽马射线。我们还发现我们的模型预测的热X射线和无线电同步辐射与一系列的观测之间有很好的一致性。
2022-08-05 astro-ph.HE
Supernovae in compact star clusters as sources of high-energy cosmic rays and neutrinos
我们讨论了一个特定的人口的银河PeVatrons可能是银河宇宙射线（CR）的组成部分远高于PeV能量的主要来源。大质量恒星组成的致密星团中的超新星被认为是强有力的CR、中微子和伽马射线辐射源。在会聚激波流中非线性费米加速的数值模拟表明，这些加速器可以提供高达$10^{16}-10^{17}$ eV的非常硬的质子谱，该谱远高于在约$3\times10^{15}$ eV处的全粒子CR谱中的“膝”。我们认为，已知的超新星遗迹与年轻大质量恒星Westerlund I和Cl*1806-20的致密星团中的恒星风相互作用，可以与H.E.S.S.探测到的TeV伽马射线发射源相关联。可能是冰立方天文台探测到的一小部分高能中微子的来源。最近用LOFAR阵列进行的CR成分测量显示，在$10^{17}$ eV附近的能量处，轻质量分量可能主导所有粒子谱。如此强烈的光成分（主要是质子和氦）可能需要特定的银河系CR源，例如超新星与大质量恒星的致密星团相互作用，以及孤立的超新星遗迹。
2017-06-04 astro-ph.HE
Ultra High Energy Cosmic Rays: A Short Review
我们将回顾超高能宇宙射线的主要物理方面。我们将特别讨论它们通过天体物理背景的传播，重点是HiRes，望远镜阵列和俄歇的最新实验观测。我们还将审查银河系和河外宇宙射线之间的过渡问题。
2013-01-24 astro-ph.HE hep-ph
Exploring the superwind mechanism for generating ultrahigh-energy cosmic rays using large-scale modeling of starbursts
皮埃尔·奥杰合作组织提供了一个令人信服的迹象，表明超高能宇宙射线和附近星暴星系的到达方向之间可能存在相关性。在这里，我们展示了如何最新的大尺度模拟的星爆星系是兼容的宇宙射线产生的各向异性信号被加速在终端冲击的超级风。
2020-07-22 astro-ph.GA 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
Type Ibn supernovae from ultra-stripped supernova progenitors
本研究揭示极剥离超新星前身星在核心坍缩前因剧烈硅燃烧损失质量并形成致密星周物质，导致其爆发被观测为Type Ibn超新星，为这类超新星起源提供新解释。
2025-10-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
The role of supernovae inside AGN jets in UHECR acceleration
本文首次探索了河外AGN喷流内超新星在超高能宇宙线产生中的作用，发现超新星-喷流相互作用的能量远超孤立超新星，能为加速能量$\gtrsim 10$~EeV的宇宙线提供高效加速器或预加速种子。
2023-09-05 astro-ph.HE
Light-curve and spectral properties of ultra-stripped core-collapse supernovae leading to binary neutron stars
我们研究了超剥离核塌缩超新星的光变曲线和光谱性质。超剥离超新星是严重剥离的大质量恒星的爆炸，通过与致密伴星的双星相互作用失去了它们的外壳。它们的抛射量仅为~ 0.1 Msun，可能是形成双中子星系统的主要途径，这些系统最终合并并发射出强引力波。我们跟随一个超剥离超新星祖先的演变，直到铁核崩溃，并进行爆炸核合成计算。然后，我们合成的光变曲线和光谱的超剥离超新星使用核合成的结果，并提出其预期的性质。超剥离超新星合成~ 0.01 Msun的放射性~（56）Ni，其典型的峰值光度约为1 e42 erg/s或-16 mag.它们的典型上升时间为5 - 10天.比较合成的和观测到的光谱，我们发现SN 2005 ek，一些所谓的富钙间隙瞬变，和SN 2010 X可能与超剥离超新星。如果这些超新星实际上是超剥离超新星，它们的事件率预计约为核心坍缩超新星的1%。通过比较未来引力波观测得到的双中子星合并率和我们合成的光变曲线和光谱模型确定的光学瞬变测量得到的超剥离超新星率，我们将能够判断超剥离超新星是否实际上是双中子星人口的主要贡献者，并提供对双恒星演化的约束。
2016-12-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Ultrahigh energy cosmic rays and neutrino flux models
本文综述超高能中微子搜索及其与宇宙线的关联，梳理产生机制、潜在源、模型无关通量基准及模型依赖预测方法。
2025-02-17 astro-ph.HE hep-ph
Fornax A, Centaurus A and other radio galaxies as sources of ultra-high energy cosmic rays
超高能宇宙射线（UHECR）的起源仍然是未知的。最近有人提出，UHECR各向异性可以归因于星暴星系或活动星系核。我们认为后者更有可能，巨瓣射电星系，如半人马座A和天炉座A可以解释这些数据。
2018-05-31 astro-ph.GA astro-ph.HE
Explosive nucleosynthesis of ultra-stripped Type Ic supernovae: application to light trans-iron elements
研究了由1.45和1.5 M $_\odot$ CO星演化的超剥离Ic型超新星在中微子驱动的二维爆炸过程中的爆炸核合成。这些超新星以$\sim 10^{50}$ erg的爆炸能量爆炸并释放出$\sim 0.1$ M $_\odot$喷出物。轻的反式铁元素Ga-Zr在中微子辐照的喷出物中产生。这些元素的丰度分布有很大的不确定性，因为中微子照射的喷出物的电子分数的不确定性。元素的产率将小于0.01 M $_\odot$。由轻CO核演化而来的超剥离超新星和核塌缩超新星可能是轻反式铁元素的主要来源。它们也能产生富中子核$^{48}$ Ca。超剥离超新星喷出$^{56}$ Ni，$\sim$为0.006 - 0.01 M $_\odot$。如果大部分中微子辐照的喷出物是富质子的，则会产生更多的$^{56}$ Ni。这些超新星的光变曲线表明它们是一种亚发光的快速衰变爆炸，峰值量级约为$-15$ - $-16$。未来对超剥离超新星的观测可能会对一类中子星合并的事件率产生限制。
2017-07-10 astro-ph.HE
Ultra High Energy Cosmic Rays from the Local Void
Vanderbilt University（范德堡大学）
研究通过本地虚空方向的超高能宇宙射线推测其可能为轻量磁单极子，并提出通过全天空观测确定其在10^20 eV以上的比例。
2026-04-22 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Common envelope jets supernovae with a black hole companion as possible high energy neutrino sources
研究了红超巨星（RSG）包层内黑洞（BH）的相对论喷流的高能中微子发射，发现这种普通包层喷流超新星（CEJSNe）是IceCube探测到的~10^15 eV中微子的潜在来源.我们首先用恒星演化程序MESA模拟了喷流对RSG包层的影响，发现喷流使包层膨胀。然后，我们研究扩展RSG信封内的射流的传播，发现在大多数情况下，射流不穿透信封，而是失速。我们证明了这样的喷流可以将宇宙射线加速到足够高的能量以产生高能中微子。当中微子自由地流出时，伴随中微子产生的伽马射线仍然被困在光学厚的包层中。这解释了高能中微子和伽马射线之间缺乏观测关联。我们粗略地估计了CEJSNe的散射中微子谱，发现带有BH伴星的CEJSNe可能对IceCube探测到的高能中微子通量有很大的贡献。
2021-07-29 astro-ph.HE
PeV Gamma Rays from Interactions of Ultra High Energy Cosmic Rays in the Milky Way
本文计算了超高能宇宙射线在银河系中传播时与周围物质和辐射相互作用产生的PeV γ射线本底。如果初级超高能宇宙射线是从银河系的点源产生的，那么这些点源也会发射PeV的伽马射线。我们讨论，在未来的检测galactocentric PeV伽马射线将是一个签名的存在EeV宇宙加速器在银河系。
2011-10-24 astro-ph.HE
Revealing Dusty Supernovae in High-Redshift (Ultra-)Luminous InfraRed Galaxies Through Near-Infrared Integrated Light Variability
明亮和超亮红外星系（（U）LIRGs）今天很少见，但在高红移处越来越丰富。它们被认为是尘埃星暴，因此应该有很高的超新星发生率（每年多个事件）。然而，由于它们的尘埃环境，这种超新星只能在红外和更长的波长下被探测到，我们目前的设施缺乏在本地宇宙之外单独发现它们的能力。我们提出了一种新的技术，更高的红移，这是搜索超新星的存在，通过整个主机的整体休息帧红外线的变化。我们提出了一个试点研究，以评估这种技术的可行性。我们利用一个独特的区域，“IRAC暗场”（IDF），斯皮策太空望远镜已经观察了超过14年的3- 5微米。以色列国防军还拥有来自赫歇尔空间天文台的深远红外数据（200- 550微米），使我们能够选择高红移（U）LIRG。我们获得了具有安全光学对应物的（U）LIRGs样品，并检查了它们在3- 5微米范围内的光变曲线。虽然变化也可能是由活动星系核引起的，但我们发现这种污染是可以识别的。我们提出了两种情况下，在他们的光变曲线的不同功能是一致的多个超新星重叠的时间。以这种方式搜索超新星将与詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）相关，以探测高红移（U）LIRG进入其核区域，JWST将受到其分辨率的限制。
2018-10-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Ultra High Energy Cosmic Rays Propagation and Spectrum
介绍了超高能宇宙射线的观测现状，重点介绍了HiRes和Auger天文台的最新观测结果。本文提出了一个综合的解析计算方案来计算地球上预期的UHECR谱，并应用该方案来解释实验结果。HiRes和俄歇在化学成分和光谱方面的现象学方案也将提出。
2011-04-02 astro-ph.HE hep-ph
Active Galactic Nuclei with Starbursts: Sources for Ultra High Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线事件目前显示出一个光谱，我们在这里解释为银河系宇宙射线由于在射电星系Cen A的星暴推出的能量由相对论性喷流的冲击。膝关节特征和银河系宇宙射线中能量立即更高的粒子然后变成大部分超高能宇宙射线。这意味着所有的超高能宇宙射线都是重原子核。如果观测到的大多数超高能事件来自射电星系Cen A，并被星系际磁场散射到大部分天空，那么这幅图是可行的。
2009-04-10 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The Fermi Large Area Telescope as a Galactic Supernovae Axionscope
在银河系核心坍缩超新星（SN）中，类轴子粒子（ALP）可以通过Primakoff过程发射出来，并最终在银河系的磁场中转化为$γ$射线。从数据驱动的灵敏度估计，我们发现，在我们的银河系的SN爆炸，费米大面积望远镜（LAT）将能够探索光子ALP耦合到$g_{aγ} \simeq 2 \times 10^{-13}\,$ GeV $^{-1}$ ALP质量$m_a \lesssim 10^{-9}\,$ eV。这些值是下一代实验室实验无法达到的。在这种情况下，费米LAT将探测ALP参数空间的大片区域，用来解释宇宙对$γ$射线、恒星冷却异常和冷暗物质的异常透明性。如果没有探测到$γ$射线的发射，费米-LAT观测将把从SN 1987 A得到的电流边界提高一个数量级以上。
2017-01-17 astro-ph.HE hep-ph
On Anisotropy of Ultra-High Energy Cosmic-Rays
简要总结了我们对超高能宇宙射线（UHECR）各向异性的研究，定义了一个统计量来衡量UHECR与大尺度结构（LSS）之间的相关性。我们还在这里评论最近发表的论文Koers和Tinyakov，比较我们的统计改进KS统计。
2009-01-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Propagation of Ultra High Energy Cosmic Rays and the Production of Cosmogenic Neutrinos
我们提出了一个更新版本的{ \it SimProp} Monte Carlo程序来研究超高能宇宙射线在天体物理背景中的传播，计算地球上预期的宇宙成因中微子通量。次级中微子的研究为约束这些极高能粒子的源模型提供了有力的工具。我们将展示新探测到的PeV能量的冰立方中微子事件以及皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列实验的最新实验结果如何几乎在排除几个关于超高能宇宙射线天体物理源的假设的水平上。所得结果也可用于评估未来高能宇宙射线和中微子探测器的发现能力。
2015-05-18 astro-ph.HE hep-ph
The Anisotropies and Origins of Ultrahigh Energy Cosmic Rays
冰立方每年探测到超过10万个能量在GeV到PeV之间的中微子。其中，我们已经分离出了高能宇宙中微子流。我将讨论仪器，数据的分析，宇宙中微子发现的意义，以及最近的多信使观测一个耀斑TeV耀变体与冰立方中微子警报IC 170922巧合。
2018-10-04 astro-ph.HE hep-ph
Ultra High Energy Cosmic Rays -- an Overview
本文综述了关于超高能宇宙射线的主要实验证据及其在这些极高能粒子物理学中的意义，并与暗物质和宇宙学有关。我们讨论了旨在解释观测结果的理论模型的基础，突出了这个迷人的研究领域中最相关的开放问题。
2022-12-03 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Ultrahigh Energy Cosmic Rays and Neutrinos
从宇宙加速器观测中微子将是革命性的。高能中微子与高能宇宙射线及其来源密切相关。宇宙射线源很可能产生中微子，来自遥远来源的高能宇宙射线的传播可以产生PeV到ZeV的中微子。本文简要回顾了高能宇宙射线观测的最新进展及其对高能中微子探测的启示。
2011-02-25 astro-ph.HE
Superluminous X-rays from a superluminous supernova
超亮超新星（SLSNe）的发现，其峰值亮度比普通超新星亮约100倍（通常SLSNe的M_V <-21），显示了核心坍缩超新星性质的意外多样性。对于这些事件的性质，人们提出了许多模型，包括冲击波与稠密的星周环境的强相互作用、通过中央引擎重新激发外流，或者由于在极其巨大的恒星核心产生对而导致压力损失后恒星灾难性毁灭的起源（所谓的对不稳定超新星）。在这里，我们考虑可以通过XMM-牛顿，钱德拉和斯威夫特的X射线观测对贫氢SLSNe（SLSNe-I）的爆炸机制进行限制，并表明至少有一个SLSNe-I可能是有史以来观测到的最明亮的X射线超新星，L_X ~ 10^45尔格/秒，在最初发现后约150天。这是一个亮度3个数量级高于其他X射线超新星通过拱星相互作用。如此高的X射线亮度足以覆盖喷出物，并显着降低光学深度，使人们有可能看到喷出物的深处以及任何存在于那里的发射源。另一种可能是，一台发动机可能为喷出物外部的适度相对论性喷流提供动力，类似于伽马射线暴中看到的情况。如果X射线的探测确实需要引擎，这意味着这些SNe确实会产生紧凑的物体，并且恒星不会在对不稳定事件中完全摧毁。未来的观测将确定这些机制中的哪些（如果有的话）在超亮超新星中起作用。
2013-04-03 astro-ph.HE
Radio and X-rays From SN 2013df Enlighten Progenitors of Type IIb Supernovae
我们目前的无线电和X射线观测附近的IIb型超新星2013 df在NGC 4414爆炸后10至250天。无线电发射显示出一种特殊的从软到硬的光谱演变。我们提出了一个模型，其中同步辐射电子的逆康普顿冷却可以解释所观察到的光谱和光变曲线的演变。一个显着的质量损失率，$\dot{M} \approx 8 \times 10^{-5}\,\rm M_{\odot}/yr$为10公里/秒的风速，估计从无线电和X射线发射，这主要是由于同步辐射和韧致辐射，分别详细建模。我们发现SN 2013 df在许多方面与SN 1993 J相似。SN 2013 df的冲击波速度在射电超新星$v_{sh}/c \sim 0.07$中是平均的。我们没有发现SN 2013 df光变曲线的平滑下降有任何显著偏离。我们的自洽多带模型的主要结果之一是显着偏离能量均分之间的磁场和相对论电子后面的冲击。我们估计$ε_{e} = 200 ε_{B}$。在一般的IIb型超新星，我们发现，明亮的光学冷却包络线发射的存在与自由的无线电吸收和明亮的热X射线发射。这一发现表明，与SN 2013 df类似的更多扩展祖先在超新星爆发前几年遭受了大量质量损失。
2015-04-29 astro-ph.HE
Propagating Uncertainties from Nuclear Physics to Gamma-rays in Core Collapse Supernovae
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Michigan State University（密歇根州立大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Triangle Universities Nuclear Laboratory（三角大学核实验室）；Theoretisch-Physikalisches Institut, Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学理论物理研究所）；Universitat de Valencia（瓦伦西亚大学）；University of Victoria（维多利亚大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；School of Physics, Engineering and Technology, University of York（约克大学物理、工程与技术学院）；Louisiana State University（路易斯安那州立大学）；Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（德国重离子研究中心）；Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）
本文探讨了通过核物理和天体物理不确定性最小化，利用超新星产率探测超新星引擎和致密物质物理的潜力。
2026-01-08 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Supernova origin of cosmic rays from a gamma-ray signal in the Constellation III region of the Large Magellanic Cloud
宇宙射线可以通过超新星提供的冲击加速产生。超新星假说意味着每颗超新星平均注入约1 e50尔格的宇宙射线，而冲击波加速模型预测的幂律宇宙射线谱斜率接近2。这些预测的验证需要测量超新星群注入宇宙射线的光谱和功率。在这里，我们获得这样的测量的基础上的γ射线观测的大麦云星座III区域。我们表明，来自这个年轻恒星形成区的伽马射线发射源自大约2000颗超新星注入的宇宙射线，而不是来自超新星活动之前的大质量星风驱动的超级气泡。宇宙线注入功率为（1.1-0.2+0.5）× 1 e ~（50）尔格/超新星（估计星际介质密度为0.3/cm ~ 3）。谱是斜率为2.09-0.07+0.06的幂律。这与超新星冲击时粒子加速的模型相一致，并为宇宙射线的超新星起源提供了直接的证据。
2017-11-07 astro-ph.HE
High-Energy Emission from Interacting Supernovae: New Constraints on Cosmic-Ray Acceleration in Dense Circumstellar Environments
超新星与星周物质具有强相互作用，是高能中微子和γ射线的候选源，被认为是1 PeV以上银河系宇宙射线的重要贡献者。考虑到由SN喷出物的快速速度分量的冲击耗散，我们提出了全面的计算从SNe供电的冲击相互作用与密集的风或CSM的非热发射。值得注意的是，我们认为在辐射区的电磁级联和随后的衰减在预冲击CSM。这项工作提供了一个新的依赖于时间的唯象处方，使我们能够计算伽马射线，硬X射线，无线电和中微子信号，这源于宇宙射线加速的扩散冲击加速机制。我们将我们的结果应用于SN IIn 2010 jl和SN Ib/IIn 2014 C，其模型参数可以从多波长数据中确定。对于SN 2010 jl，更有希望的情况下，通过使用最新的费米大面积望远镜（LAT）Pass 8数据发布，我们推导出宇宙射线能量分数的新约束，<0.05-0.1。我们还发现，这些相互作用的SNe的后期无线电数据与我们的模型是一致的。进一步的多信使和多波长观测附近的相互作用SNe应该给我们新的见解扩散冲击加速在密集的环境中，以及前SN质量损失机制。
2019-02-03 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Ultra High Energy Cosmic Rays, Photons and Neutrinos
简要介绍了超高能宇宙射线传播产生γ射线和中微子的主要途径。我们如何观察这些二次辐射是极其重要的标记质量组成和超高能宇宙射线的来源。
2017-07-19 astro-ph.HE
Spectrum and Composition of Ultra-high Energy Cosmic Rays from Semi-relativistic Hypernovae
有人认为，在半相对论性喷出物中具有大量能量的超新星遗迹可以将中等质量或重核加速到超高能量，并在宇宙射线中提供足够的能量来解释观测到的通量。本文计算了这种半相对论性超新星的超高能宇宙射线的能谱和化学成分。由于其化学成分与超新星喷出物的化学成分相同，并且源处的宇宙射线光谱平坦或坚硬，因此在地球上观测到的传播宇宙射线的光谱和成分可以与皮埃尔·俄歇天文台的测量结果相一致。
2011-11-27 astro-ph.HE
Ultra High Energy Cosmic Rays and Neutrinos
我们讨论了超高能中微子的产生来自超高能宇宙射线的传播，并在自上而下的模型的框架，这些极高能粒子的生产。我们发现的超高能中微子的检测，可以是一个基本的诊断工具，以解决所观察到的超高能宇宙射线的化学成分的差异，并在极端的能量，可以揭示新的物理与最近的宇宙学观测的可能存在的张量模式的波动模式的宇宙微波背景的重要性。
2016-03-18 astro-ph.HE
Observing Ultra-High Energy Cosmic Rays with Smartphones
我们提出了一种新的方法来观察宇宙射线在超高能（$>10^{18}$ ~eV）通过重新利用现有的网络的智能手机作为地面探测器阵列。宇宙射线产生的大量空气簇射会产生μ子和高能光子，智能手机摄像头的CMOS传感器可以检测到它们。每个传感器的小尺寸和低效率通过大量的活动电话来补偿。我们表明，如果用户采用目标得到满足，这样的网络将在最高能量下具有显着的观测能力。
2015-10-22 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Linking gamma-ray spectra of supernova remnants to the cosmic ray injection properties in the aftermath of supernovae
年轻和中年SNR中发射伽马射线的最高能量粒子的加速时间与SNR年龄相当。如果在超新星爆炸后的早期，开始加速的粒子数量发生了变化，那么这种变化应该反映在伽马射线谱的形状上。为了分析这种效应，我们使用粒子加速的非平稳方程的解。作为一个测试案例，我们应用我们的方法来描述来自IC443的伽马射线。作为IC443母超新星的替代，我们考虑SN1987A。首先，我们从SN 1987A的射电光谱指数的演变推断注入效率的时间依赖性。然后，我们使用推断的注入行为来拟合IC443的伽马射线谱。我们表明，质子光谱的中断需要解释的伽马射线发射是宇宙射线注入的早期变化的自然结果，并且非常高能量的伽马射线起源于在超新星爆炸后的头几个月开始加速的粒子。我们的结论是，今天在信噪比观测到的伽马射线谱的形状严重依赖于宇宙射线注入过程中的时间变化，在爆炸后立即阶段。利用同样的模型，我们还估计了未来从SN 1987 A探测伽马射线的可能性。
2017-07-01 astro-ph.HE
Progenitors of ultra-stripped supernovae
近距离双星中超剥离恒星的爆炸可能解释了新发现的微弱和快速的光学瞬变。我们已经证明，中子星（NS）的氦星伴星在爆炸时可能会演化成低至~1.5 Msun的裸露金属核，仅略高于卡拉塞卡质量极限。在这里，我们提出了一个新的系统的调查祖先的演变，导致这种超剥离超新星（SNe），在某些情况下产生前SN信封小于0.01 Msun。我们讨论了这些SNe（电子捕获与铁核坍塌）的性质和它们的观测光变曲线特性。超剥离SNe与双星系统以及LIGO/VIRGO对合并NS的引力波探测高度相关，因为这些事件预计将主要产生质量范围为1.10-1.80 Msun的低反冲NS。
2015-10-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Ultra-stripped supernovae and double neutron star systems
双中子星（DNS）系统的近轨道祖先双星演化导致超剥离星的超新星（SN）爆发。SN喷出物质量的数量是非常有限的，从这样的，或多或少，裸露的金属核心与信封质量只有0.01-0.2 Msun。小SN喷出物质量和相关的小NS踢的可能性的组合是非常重要的结果DNS系统留下的特性。在这里，我们讨论的DNS系统的理论预测，根据情况BB罗氏瓣溢出之前，超剥离SNE，并简要地与观察比较。
2015-10-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Observation of Ultra-high Energy Cosmic Rays
超高能宇宙射线的测量是一种独特的方法来研究在远高于当前加速器能力的能量下的物品相互作用。在过去几年中，这一领域取得了重大进展，特别是由于皮埃尔俄歇天文台进行的测量。在过去几年中取得的重要成果在这里描述。并提出了今后宇宙射线研究的计划。
2010-01-11 astro-ph.HE
Ultra High Energy Cosmic Rays: Origin, Composition and Spectrum
超高能宇宙射线的物理学将被回顾，讨论最新的实验结果和理论模型，旨在解释观测的光谱，质量组成和可能的来源。本文还讨论了超高能宇宙射线与天体物理光子背景相互作用产生的中微子和γ射线等次级粒子的发射。
2019-02-25 astro-ph.HE
Ultrahigh-energy cosmic rays from tidally-ignited white dwarfs
超高能宇宙射线（UHECR）可以被黑洞对恒星的潮汐扰动事件加速。我们提出了一种新的机制UHECR加速，其中白矮星（WD）潮汐压缩的中等质量黑洞（IMBHs），导致其点火和随后的爆炸作为超新星。被超新星加速的宇宙射线在穿过吸积动力喷流时可能会获得能量提升。WD和IMBH之间的相遇率可能相对较高，因为一旦考虑到它们可能存在于矮星系中，IMBH的数量可能会大幅增加。在这里，我们表明，这种潮汐破裂事件自然提供了一个中间组成的观察到的UHECR，并建议矮星系和球状星团的粒子加速到超高能量的合适的网站。
2017-11-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Measuring chemical composition and particle cross-section of ultra-high energy cosmic rays by a ground radio array
提出了一种利用射电数据测量超高能宇宙射线化学成分和粒子截面的方法。我们涉及的无线电足迹在地面上的广泛的空气簇射最大的深度的几何形状。我们建议使用无线电信号的频谱信息，以改善簇射最大重建的最小数量的天线在地面上。
2013-12-02 astro-ph.HE
Search for Gamma-ray Production in Supernovae Located in a Dense Circumstellar Medium with the Fermi-LAT
在致密的星周介质中爆炸的超新星（SNe）在无碰撞冲击中加速宇宙射线，并在几个月的时间尺度上释放GeV的伽马射线和TeV的中微子。在这里，我们总结了第一次系统搜索的结果，从100 MeV到300 GeV的能量范围内的费米-LAT数据中的伽马射线发射从一个大样本的SNe爆炸在密集的CSM。我们在光峰时间后的一年时间窗口内，在147 SNe型IIn的位置上寻找γ射线过剩。此外，我们在三个不同的时间窗口（3，6和12个月）的联合似然分析中结合了我们的样本中最接近和最亮的光源。没有发现过量的伽马射线发射，并提出了对伽马射线光度和伽马射线与光学光度之比的限制。
2015-07-14 astro-ph.HE
Are Gamma-Ray Bursts the Sources of the Ultra-High Energy Cosmic Rays?
提出了一个标准清单，以帮助建立超高能宇宙射线（UHECR）的来源。这些标准适用于长持续时间的伽玛暴，以确定它们是否是UHECR源。证据似乎更倾向于耀变体和射电星系（或其他来源）而不是伽玛暴。
2011-03-24 astro-ph.HE
The origin of cosmic rays: Explosions of massive stars with magnetic winds and their supernova mechanism
在沃尔夫-拉叶星和红超巨星爆炸的磁风中，超新星遗迹中粒子加速的一个预测是，最终的光谱是由光谱$E^{-7/3}$和源处的极冠成分$E^{-2}$组成的。这种极帽成分对总能量含量的贡献仅为百分之几，但在较高能量处占主导地位。两个分量之和给出向上弯曲的光谱。据预测，上升总是发生在相同的刚度。超新星爆炸进入星际介质（ISM）加速产生的宇宙射线的另一个组成部分为氢和氦增加了另一个组成部分。在输运之后，风-SN宇宙射线的预测谱$J(E)$为$E^{-8/3}$和$E^{-7/3}$ ;其和导致从较陡的谱向上翻转。现在已经看到了好转。在这里，我们测试的观测值对预测，并表明所观察到的属性与预测是一致的。氢也可以被证明具有明显的风SN分量。在重元素光谱中观察到的上升趋势与所有重元素的相同刚性相一致，这支持了这些超新星的磁旋转机制。这种解释预测了观察到的上升继续向上弯曲并接近$E^{-7/3}$谱。如果得到证实，这将加强这种情况，即具有磁风的超大质量恒星的超新星是银河系宇宙射线的重要来源。
2010-09-28 astro-ph.HE
Ultra high energy cosmic rays: A review
我们提出的主要结果的能量超过10 $^{18}$ eV的最高能量的宇宙射线的能量谱和组成的高分辨率蝇眼和南方俄歇天文台获得。目前的结果有些矛盾，并提出了关于这些粒子的起源和性质的有趣问题。
2010-11-08 astro-ph.HE
Ultrahigh Energy Cosmic Rays: Review of the Current Situation
介绍了宇宙中能量最高的粒子--高能宇宙射线的数据现状。该领域的新结果来自美国犹他州的望远镜阵列实验。因此，我们集中讨论该实验的结果，并将其与最近的另外两个实验，高分辨率蝇眼和南方俄歇天文台的测量结果进行比较
2012-10-02 astro-ph.HE
3D simulations of young core-collapse supernova remnants undergoing efficient particle acceleration
在我们的银河系内，超新星遗迹被认为是宇宙射线的主要来源。然而，重要的问题仍然是关于强子和轻子成分的份额，以及超新星能量的一部分被引导到这些成分中。我们解决这样的问题，通过数值模拟的手段相结合的冲击波的动力学处理与粒子加速。执行3D模拟使我们能够生成热发射和非热发射的合成投影图和光谱，可以与多波长观测（无线电，X射线和伽马射线）进行比较。超新星有不同的类型，虽然它们的能量收支是相同的，但它们的残余物有不同的性质，因此可能以不同的方式对银河宇宙射线池做出贡献。我们的第一个模拟集中在热核超新星，像第谷的SNR，通常发生在一个基本上不受干扰的介质。在这里，我们提出了我们的核心坍缩超新星的三维模拟，如Cas A SNR，发生在一个更复杂的介质轴承的祖先恒星的风的印记。
2016-09-12 astro-ph.HE
Cosmic rays from supernova remnants and superbubbles
最近对单个超新星遗迹和超级气泡的高能伽马射线观测，以及对超新星、恒星形成区和局部宇宙射线组成的观测，现在提供了一个将宇宙射线的来源、注入、加速和传播联系在一起的综合框架，因此有可能确定它们对宇宙射线加速的相对贡献，但最高能量除外。
2018-07-25 astro-ph.HE
Ultrahigh Energy Cosmic Rays and Black Hole Mergers
最近LIGO合作对引力波源GW 150914的探测激发了一种推测性的来源，即高能宇宙射线的起源可能是黑洞合并中获得的巨大能量的副产品，前提是黑洞具有似乎不可避免的自旋，并且存在残留的磁场和磁盘碎片，这些碎片来自黑洞的形成或其吸积历史。我们认为，考虑到每个事件每单位引力波能量释放所需的适度效率$< 0.01$，合并黑洞可能会提供一个加速宇宙射线以释放能量的环境。
2016-05-26 astro-ph.HE
Measurement of Ultra-High Energy Cosmic Rays: An Experimental Summary and Prospects
超高能宇宙射线的测量在过去的10年里取得了显著的进展。2012年2月13日至16日，来自世界各地的物理学家聚集在欧洲核子研究中心举行的研讨会UHECR-2012上，报告了他们最新的观测结果，讨论了他们发现的意义，并确定了该领域存在的问题和未来的挑战。本文是UHECR研究的实验总结和未来展望研讨会论文集的一部分。
2013-02-24 astro-ph.HE
