Diffuse Galactic Gamma Rays at intermediate and high latitudes. I. Constraints on the ISM properties
我们研究了银河系中高纬度（|b| >10）的漫射γ射线辐射，根据最近公布的数据从费米合作在100 MeV和100 GeV之间的能量。这些测量的前所未有的准确性允许探测和限制银河系中宇宙射线（CR）的源和传播的特性，以及确认对星际介质（ISM）的传统假设。使用公开可用的DRAGON代码，已被证明重现本地测量的CR，我们研究了在文献中的假设HI和H2气体分布在ISM中，和非空间均匀的模型在银河系中的扩散。通过对CR和伽马射线光谱进行综合分析，我们得到了ISM气体分布和银河系CR扩散的垂直尺度高度的属性上的约束，这可能对间接暗物质探测也有影响。我们还讨论了一些可能的解释，在CR质子和氦光谱，最近观察到的PAMELA和它们的影响，伽玛射线在~230 GV的突破。
2012-05-15 astro-ph.HE hep-ph
The Fermi-LAT high-latitude Survey: Source Count Distributions and the Origin of the Extragalactic Diffuse Background
这是一系列论文中的第一篇，旨在描述{ \it Fermi}-LAT巡天中高纬度天空中检测到的种群特征。在这项工作中，我们专注于源样品的固有光谱和通量特性。我们表明，当适当考虑选择效应时，{ \it Fermi}源平均比以前发现的（例如在亮源列表中）更陡，在整个0.1- 100 GeV能带上的平均光子指数为2.40 $\pm0.02$.我们确认，FSRQs有陡峭的光谱比BL Lac对象的平均指数为2.48 $\pm0.02$与2.18 $\pm0.02$。使用几种方法，我们建立了最深的源计数分布在GeV的能量推导出的本征源（即blazar）的表面密度在F $_{100}\geq10^{-9}$ \，ph cm $^{-2}$ s $^{-1}$是0.12 $^{+0.03}_{-0.02}$ \，deg $^{-2}$。源计数分布的积分结果表明，点源贡献了GeV各向同性扩散本底的16 $(\pm1.8)$ \，\%（$\pm$ 7\，\%系统不确定度）。在目前LAT所达到的通量下，我们可以排除点状源（即耀变体）产生更大比例的漫射发射的假设。
2010-08-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
Twelve-year update of the MST catalogue of gamma-ray source candidates above 10 GeV and at Galactic latitudes higher than 20 degrees
我们提出了一个更新的版本目录的伽马射线源候选人，12 Y-MST，选择使用最小生成树（MST）算法在12年的费米-LAT天空（通过8）在能量高于10 GeV。在绝对银河系纬度20度以上的高能量天空已被调查使用相当严格的选择标准，导致1664个光子团，或候选源的总样本。其中，230个是新探测到的，即在其他伽马射线目录中没有任何关联的候选源。其中很大一部分有有趣的对应物，最有可能是耀变体。我们描述的主要结果的目录选择和搜索的同行。我们还提出了一个额外的样本224候选源（12 Y-MSTw），这是集群，我们提取应用较弱的选择标准：他们中的约57%没有在其他目录中报告。
2021-05-28 astro-ph.GA astro-ph.HE
Discovery and identification of two gamma-ray blazars at low galactic latitude with VERITAS
我们报告了VERITAS发现的两个E > 200 GeV的伽马射线源：RX J0648.7+1516和VER J0521+211。这两个源都位于低银河纬度（|b| < 10度），以前被归类为未知类型的活动星系核。伽玛射线辐射的发现和表征，以及后续的光谱学研究，使得RX J0648.7+1516和VER J0521+211被确认为BL Lac型耀变体。在RX J0648.7+1516的情况下，导出了z = 0.179的光谱红移。
2011-11-04 astro-ph.CO astro-ph.HE
Diffuse Galactic Gamma Rays from Shock-Accelerated Cosmic Rays
激波加速粒子通量\propto p^-s，其中p是粒子动量，这是从简单的理论考虑得出的，即在非相对论性激波下宇宙射线加速，然后依赖于刚性逃逸到星系晕中。当考虑核生产模型的不确定性时，s ~ 2.8的冲击加速宇宙射线质子通量提供了对高纬度和分子云气体的费米-LAT伽马射线发射谱的充分拟合。Neronov，Semikoz，& Taylor（PRL，108，051105，2012）在拟合高纬度分子云的伽马射线谱时声称宇宙射线质子谱的断裂是使用由动能的幂律描述的宇宙射线质子通量的结果。
2012-08-29 astro-ph.GA astro-ph.HE
Galactic center gamma-ray excess and the Fermi bubbles
银河系中心（GC）被认为是可能的暗物质（DM）湮灭信号的最亮源。有几个小组已经探测到了过量的伽马射线发射。DM和更传统的天体物理学解释的过剩已经提出。在这份报告中，我们讨论了可能的影响，在低纬度的费米泡上的GC过剩建模。我们认为在低纬度的费米泡的模板，通过假设在低纬度的1 GeV和10 GeV之间的频谱是相同的，在高纬度。我们认为，费米泡附近的GC的存在可能有显着的影响，特别是在10 GeV以上的能量的GC过剩的光谱。
2018-02-09 astro-ph.HE
Fermi LAT Measurements of the Diffuse Gamma-Ray Emission at Intermediate Galactic Latitudes
银河伽马射线辐射是由宇宙射线（CR）与星际气体和辐射场相互作用产生的。康普顿伽马射线天文台上的高能伽马射线实验望远镜（EGRET）仪器的测量表明，相对于与直接测量的CR光谱一致的扩散银河伽马射线发射模型，超过1 GeV的过量伽马射线发射（所谓的"EGRET GeV过量“）。在天空的各个方向都观察到了过量的发射，并提出了各种解释，包括超越标准模型的场景，如湮灭或衰变的暗物质。费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜（LAT）仪器以前所未有的灵敏度和分辨率测量了弥散伽马射线发射。我们报告LAT测量的扩散伽马射线发射的能量为100兆电子伏至10 GeV和银河系纬度10度。<= |b| <= 20度这一区域的LAT光谱很好地再现了上面提到的弥漫银河伽马射线发射模型，并与EGRET GeV过剩不一致。
2009-07-02 astro-ph.HE
Gamma rays from Galactic pulsars
年轻的超新星和毫秒级超新星的伽马射线被认为是高纬度地区{ \it Fermi}大面积望远镜（LAT）观测到的弥散伽马射线辐射的一部分。我们推导出的贡献，通过使用无线电伽马射线的信息，我们发现，它们只解释了一小部分的各向同性扩散的伽马射线背景的historars未检测到的对应。
2014-12-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Fermi Large Area Telescope Measurements of the Diffuse Gamma-Ray Emission at Intermediate Galactic Latitudes
银河伽马射线辐射是由宇宙射线（CR）与星际气体和辐射场相互作用产生的。康普顿伽马射线天文台上的高能伽马射线实验望远镜（EGRET）仪器的测量表明，相对于与直接测量的CR光谱一致的扩散银河伽马射线发射模型，超过1 GeV的过量伽马射线发射（所谓的"EGRET GeV过量“）。在天空的各个方向都观察到了过量的发射，并提出了各种解释，包括超越标准模型的场景，如湮灭或衰变的暗物质。费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜（LAT）仪器测量了弥散伽马射线发射，与EGRET相比，其灵敏度和分辨率有所提高。我们报告LAT测量的扩散伽马射线发射的能量为100兆电子伏至10 GeV和银河系纬度10度。<= |b| <= 20度LAT光谱为这一地区的天空是很好地再现了弥漫的银河系伽马射线发射模型，是一致的本地CR光谱和不一致的EGRET GeV过剩。
2009-12-06 astro-ph.HE
Probing local cosmic rays using Fermi-LAT observation of a mid-latitude region in the third Galactic quadrant
星际气体的$γ$射线观测为探测太阳系外的宇宙射线（CR）提供了一种独特的方法。在这项工作中，我们使用更新版本的费米-LAT数据和最近的多波长示踪剂的星际气体重新分析中纬度地区的第三银河象限，并估计当地CR质子谱。分析中分别采用了两种$γ$射线产生截面模型，即Kamae et al.（2006）的常用模型和Kafaru et al.（2014）的最新模型。这两种方法都能很好地拟合发射率，得到的质子谱与AMS-02和旅行者1号的直接测量结果大致相似，但显示出不同的谱参数。如果采用Kamae等人（2006）的截面模型，则在$4\pm1~{\rm GeV}\;c^{-1}$处显示断裂。得到的光谱$\lesssim 20\%$大于$15~\rm GeV$上方的AMS-02观测值，并且与$2\%$内的解调光谱一致。基于Kaftagu等人（2014）截面模型的质子谱约为AMS-02在$2-100~\rm GeV$的$1.4-1.8$倍，然而，相对于解调谱，差异减小至低于$10~\rm GeV$的$20\%$。在该模型中，需要在$20\pm11~{\rm GeV}\;c^{-1}$处的光谱中断。外推到$300~\rm MeV$与旅行者1号的观测结果进行比较，我们发现两个模型的偏差为$\lesssim 2.5σ$。一般来说，目前的$γ$射线观测可以获得近似一致的CR谱，但仍需要一个更好的$γ$射线产…
2019-04-28 astro-ph.HE
Detection of the extended $γ$-ray emission from the high Galactic latitude Calvera's SNR candidate
利用{ \em Fermi}大天区望远镜记录的Pass 8数据，我们报道了与高银河纬度超新星遗迹候选者-- Calvera的SNR在空间上相关的扩展GeV $γ$射线辐射。在100 MeV和1 TeV之间的卡尔韦拉SNR的$γ$射线谱显示出明显的（$\sim$ 3.4 $σ$）在几十GeV的光谱曲率。多波长数据可以用轻子模型或强子模型拟合。然而，轻子模型表现出平坦射电谱与Calvera信噪比的硬GeV $γ$射线谱之间的不一致。对于强子模型，质子的谱指数应大于1.6。并且质子的总能量比典型超新星的爆炸能量高出一个数量级以上，这也对强子模型提出了挑战。明显的光谱曲率和缺乏非热X射线发射从卡尔韦拉的SNR使它成为一个有趣的源桥接明亮的非热X射线发射和老年龄的SNRs与分子云相互作用的老年龄的SNRs。
2022-11-18 astro-ph.HE
A Latitude-Dependent Analysis of the Leptonic Hypothesis for the Fermi Bubbles
费米泡是在伽马射线和微波中都能观测到的巨大的银河系结构。最近的研究已经发现支持的假设，即伽马射线和微波辐射都可以被理解为产生于硬宇宙射线电子人口的体积内的泡沫，通过逆康普顿散射和同步辐射分别。这些过程的相对速率由星际辐射场和气泡内磁场的相对能量密度决定;因此，在共同起源的假设下，伽马射线和微波测量的组合可以用来估计气泡内的磁场。我们重新审视这一假设的一致性在一个纬度的纬度的基础上，使用费米，WMAP和普朗克的数据，估计气泡内的电子光谱的变化，并推断气泡内的磁场的界限作为距离银河系平面的函数。我们发现，虽然微波和伽马射线光谱一般是符合轻子假设的几个微高斯磁场，似乎是一个偏好的光谱硬化的微波在中纬度地区（特别是在|b| ~ 25-35度范围），这是不反映在伽马射线。这一结果可能暗示了非轻子对伽玛射线谱的贡献;然而，如果电子的截止能量在这个纬度范围内较低，并且低于截止能量的谱较硬，则在纯轻子模型中可以调和这种差异。
2016-06-18 astro-ph.HE
X-rays constraints on sub-GeV Dark Matter
本文利用多个空间X射线望远镜的弥散观测数据，通过暗物质产生的正负电子对逆康普顿散射低能光子的机制，对亚GeV质量范围的湮灭和衰变暗物质给出了迄今最强的约束。
2024-01-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Fortuitous Latitude of the Pierre Auger Observatory and Telescope Array for Reconstructing the Quadrupole Moment
确定最高能量宇宙射线到达方向的各向异性是天体物理学中的一项重要任务。将天空划分为球谐函数作为各向异性的度量是常见和有用的。两个最低的非平凡球谐函数，偶极子和四极子，是特别感兴趣的，因为这些分布封装了一个占主导地位的单一源和一个平面的源，以及提供相对较高的统计。目前，探测超高能宇宙射线的最佳实验都是在地面上进行的，由于地球上的固定实验地点，天空中的照射量极不均匀。这种不均匀的曝光增加了推断各向异性的复杂性和误差。事实证明，存在一个实验的最佳纬度，在这个纬度上，非均匀曝光不会削弱四极矩的影响。我们推导出了最佳纬度，并发现（可能是偶然的巧合）这个最佳纬度贯穿了南半球最大的宇宙线实验皮埃尔俄歇天文台（PAO），并接近北半球最大的宇宙线实验望远镜阵列（TA）。因此，假设四极分布，PAO和TA可以重建宇宙线的四极分布，以高精度，而不考虑他们的部分天空曝光。
2015-05-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Two Emission Mechanisms in the Fermi Bubbles: A Possible Signal of Annihilating Dark Matter
本文研究了费米泡光谱随银河系纬度的变化。在远离银道面（|b| > 30度）的地方，观测到的伽马射线辐射几乎不随纬度变化，这与具有近似幂律谱的宇宙射线电子对星际辐射场的逆康普顿散射相一致。同样的电子在微高斯级磁场的存在下也可以产生所观察到的微波“雾”。相比之下，在较低纬度（b < 20度），与气泡相关的发射光谱具有明显的光谱特征，峰值为1-4 GeV（单位：E^2 dN/dE），这无法由任何真实的电子光谱产生。相反，我们的结论是，第二（非逆康普顿）的排放机制必须负责大部分的低能量，低纬度的排放。这第二个分量在光谱上与之前报道的银河系中心（GC）的过量GeV辐射相似，并且在空间上也与单位体积的光度近似为r^-2.4（其中r是到GC的距离）相一致。我们认为，可见的光谱特征，在低纬度泡沫是扩展对应的GC过剩，现在检测到至少2-3千秒差距的GC。信号的光谱和角分布与~10 GeV暗物质粒子湮灭为轻子或~50 GeV暗物质粒子湮灭为夸克的预测一致，遵循与典型Navarro-Frenk-White（NFW）轮廓相似的分布。我们还认为毫秒射电星是对信号的一种可能的天体物理学解释，因为观测到的毫秒射电星在大约所需的能量处具有光谱截止。任何这样的情况都需要大量的未解决的毫秒级卫星，从GC延伸至少2-3 kpc。
2013-02-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
High-energy observations of PSR B1259-63/LS 2883 through the 2014 periastron passage: connecting X-rays to the GeV flare
PSR B1259-63/LS 2883双星系统在射电、X射线和TeV伽马射线中都有很好的采样，并且在这些频率上显示出轨道相位相关的变化。第一次探测到来自该系统的GeV伽马射线是在2010年的近星点附近。在这封信中，我们提出了对Swift/XRT，NuSTAR/FPM和Fermi/LAT获得的X射线和伽马射线数据的分析，通过最近发生在2014年5月4日的近星点通过。虽然PSR B1259-63/LS 2883在此之前和期间没有被LAT检测到，但我们表明GeV耀斑发生在与2011年初相似的轨道相位，从而确定了近星点后GeV耀斑的重复性。观测到多次耀斑，每次耀斑持续数天，也观察到短期变化。我们还发现X射线通量的变化与GeV耀斑同期的第一次。宽频带的高能光谱是keV到GeV之间联系的有力证据，我们将其解释为来自冲击脉冲星风的同步辐射。
2014-12-08 astro-ph.HE
Mass composition of cosmic rays determined by muon fraction with $\varepsilon_{thr.} \geq$ 1 GeV in air showers with energy greater than 5 EeV
分析了阈值为1 GeV的μ子与距离轴600 m的带电粒子的数量之比。考虑了能量大于5EeV、天顶角小于60度的空气簇射。实验数据与QGSJETII-04模型计算的各种原始核（包括伽马射线）的比较表明，能量高达$\sim$ 10 EeV的宇宙射线的质量组成主要由质子和氦核组成，有少量的重核。数据包括具有非常低的μ介子含量的空气簇射，其被假定为由初级伽马射线产生。
2020-08-03 astro-ph.HE
GRIPS and its strong connections to the GeV and TeV bands
GRIPS计划成为由欧洲领导的下一个伟大的卫星探测任务;它将在电磁光谱的几个波段（红外线、X射线、MeV伽马射线）以前所未有的精度观测宇宙;特别是在伽马射线方面，GRIPS将能够弥合所谓的MeV差距，并回答GeV-TeV伽马射线观测提出的几个问题。我们将在这里讨论GeV-TeV伽马射线天体物理学的几个联系，特别是集中展示GRIPS在揭示宇宙射线起源方面的关键作用。
2011-06-06 astro-ph.HE
GeV Gamma Rays from Supernova Remnants Interacting with Molecular Clouds
我们报告了费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜（LAT）观测超新星遗迹（SNRs）的现状，重点关注似乎与分子云相互作用的中年SNRs。费米LAT在0.2 ~100 GeV能量范围内的观测揭示了中年SNR中存在发光的GeV γ射线发射，为冲击加速理论和银河系宇宙射线的起源提供了新的见解。费米LAT探测到的中年SNR在能量通量方面一般比TeV亮得多，这强调了GeV观测的重要性。对于GeV发光SNR，费米LAT带中的光谱陡峭化是常见的。值得注意的是，它们中的大多数（如果不是全部的话）都与分子云相互作用，它们也是同步加速器无线电发射的强源。我们讨论了可能的方案来解释云相互作用的信噪比增强GeV的伽马射线发射。特别强调的是放在一个场景中，冲击加速的宇宙射线的压缩和能量作为云冲击后面的辐射冷却的结果。
2011-04-06 astro-ph.HE
New limit on high Galactic latitude PeV gamma-ray flux from Tibet AS-gamma data
西藏AS-gamma合作最近报告了从银河平面部分探测到能量高达Peta电子伏的伽马射线。我们注意到，西藏AS-γ实验对γ射线通量的分析也暗示了在100 TeV ~ 1 PeV能量范围内，来自银河系高纬度地区（|b| >20度）的弥散γ射线通量的上限。这个界限是一个数量级强于先前从GRAPES 3，KASCADE和CASA-MIA实验中得出的界限。我们讨论了银河系高纬度γ射线通量的新TibetAS-γ极限，并结合附近宇宙线源的多信使（γ射线和中微子）发射、银河系的暗物质衰变和大尺度宇宙线晕的可能机制进行了讨论.
2021-09-06 astro-ph.HE
Constraints to dark matter annihilation from high-latitude HAWC unidentified sources
$Λ$ CDM宇宙学框架预测，在我们银河系中存在数千个暗晕，它们的质量不足以保留重子并变得可见。然而，它们中的一些可能会发出伽马射线，前提是暗物质（DM）是由弱相互作用的大质量粒子（WIMP）组成的，这些粒子会自我湮灭，并在伽马射线目录中显示为未识别的伽马射线源（unID）。事实上，unID已被证明是具有伽马射线的DM搜索的竞争目标。在这项工作中，我们专注于三个高纬度（$|b|\geq 10^\circ$）源存在于2 HWC目录的高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台没有协会在其他波长。事实上，只有一个源，2 HWC J1040+308，被发现高于HAWC检测阈值时，考虑760天的数据，一个因素1.5更多的曝光时间比原来的2 HWC目录。其他仪器，如费米-LAT或VERITAS在较低的能量不能检测到这个源。此外，该unID被报告为空间扩展的，使得它在DM搜索上下文中更加有趣。在等待更多的数据，可能会进一步阐明这个来源的性质，我们设置竞争上限的湮灭截面比较这个HAWC unID的期望基于国家的最先进的N体宇宙学模拟的银河系subhalo人口。我们发现这些限制对于重WIMP特别具有竞争力，即，在$b\bar{b}$（$τ^+τ^-$）湮灭通道的情况下，质量高于$\sim 25$（40）TeV，达到速度平均截面值$2\cdot10^{-25}$（$5\cdot10^{-25}$）$cm^3s…
2020-01-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Precision measurement of the (e$^+$ + e$^-$) flux in primary cosmic rays from 0.5 GeV to 1 TeV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station
我们提出了一个精确的测量的组合电子加正电子通量从0.5 GeV到1 TeV，阿尔法磁谱仪在国际空间站上运行的头30个月收集的数据分析的基础上。AMS-02探测器的统计特性和高分辨率提供了对通量的精确测量。流动是平滑的，揭示了新的和独特的信息。在30.2 GeV以上，电子+正电子的组合通量可以用单一的幂律精确描述。
2017-01-09 astro-ph.HE
Effective Shielding of $\lesssim$ 10 GeV Cosmic Rays from Dense Molecular Clumps
分子云内部宇宙射线的密度决定了恒星形成的致密核心的电离率。它也是天体化学的驱动力之一，导致复杂分子的产生。通过费米大面积望远镜观测附近的巨大分子云，我们观察到赤字（孔）的伽马射线残差图建模时，预期的伽马射线漫发射均匀宇宙射线与分子内容相互作用。我们认为，赤字是由于缺乏低能量（亚GeV至GeV）的宇宙射线渗透到更密集的区域或团块。这不同于在巨大的分子云中快速宇宙射线传输的流行观点，其中磁湍流被中性离子阻尼抑制，因为我们的结果需要在致密的分子团内缓慢扩散。通过建模，我们发现，虽然屏蔽在云的尺度上可以忽略不计，但在引力坍缩已经在发挥作用的更密集、秒差距大小的区域，它变得很重要，改变了恒星形成和天体化学的初始条件。
2023-01-17 astro-ph.HE
GeV-TeV gamma-rays and neutrinos from the Nova V407 Cygni
Fermi-LAT望远镜意外地发现了来自共生新星V407 Cygni的GeV伽马射线发射。我们调查的辐射过程中，由于电子和强子加速爆炸的新星。我们考虑的情况下，费米观测到的GeV的伽马射线发射产生的能量为几十个GeV的恒星辐射的逆康普顿散射的电子。另一方面，由于加速过程中缺乏辐射损失，强子预计将达到更大的能量，产生TeV的伽马射线和中微子。我们预测了V407型新星中两种强子加速模型的甚高能γ射线和中微子的通量，并讨论了它们被现在和将来的望远镜（如IceCube，CTA）探测的可能性。
2012-08-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Anomaly in the cosmic-ray energy spectrum at GeV-TeV energies
最近通过各种实验对宇宙射线的测量发现，宇宙射线的能谱在TeV区域比在GeV能量区域更硬。光谱硬化的起源还不清楚。在本文中，我们讨论了光谱硬化可能是由于与银河系中的老超新星遗迹有关的弱激波对宇宙射线的再加速效应。
2015-05-04 astro-ph.HE
Fermi-LAT Detection of Pulsed Gamma-rays Above 50 GeV from the Vela Pulsar
第一个\fermi -LAT 10 GeV以上的源目录报告了12颗恒星超过25 GeV的脉冲发射的证据，包括船帆座脉冲星，它显示了$>37$ GeV能带的脉动证据。利用62个月的\fermi -LAT数据，我们分析了船帆座脉冲星的伽马射线发射，并寻找50 GeV以上的脉冲发射。在用H检验（p值$\sim10^{-77}$）确认了30-50 GeV的脉动的显著性之后，我们使用贝叶斯块算法提取其脉冲轮廓，并使用似然比检验将其与5个观测到的50 GeV以上的光子的分布进行比较。对于p值为$=3\times10^{-5}$（$4.2σ$）的50 GeV以上的光子，显著检测到脉动。脉动的检测在$>79$ GeV的$4σ$以上和在$>90$ GeV的能量带的$3σ$以上是显著的，使得这是LAT显著检测到的最高能量脉动。我们探讨了船帆座脉冲星甚高能量辐射的非定常外隙情形。
2014-10-21 astro-ph.HE
Ultrahigh Energy Cosmic Rays: A Galactic Origin?
这表明，我们探测到的基本上所有UHECR，包括那些能量最高的，都起源于我们的银河系。结果表明，即使源的密度随银河系半径减小，也可以理解各向异性和组成。俄歇合作最近报道的向内各向异性可以理解为沿着太阳圈外的UHECR当前片漂移，正如Kumar和Eichler（2014）所预测的那样，而那些起源于太阳圈内的UHECR则在高纬度离开银河系。
2016-04-19 astro-ph.HE
High-energy Gamma-rays from Magnetically Arrested Disks in Nearby Radio Galaxies
来自附近射电星系的GeV伽马射线的起源是未知的。提出了中心黑洞（BH）周围磁制动盘（MAD）的强子发射作为一种可能的情况。粒子在MAD中通过磁重联和随机湍流加速而被加速。我们从Fermi 4LAC-DR 2星表中挑选出15个GeV波段最亮的射电星系，并应用MAD模型。我们发现，当吸积率小于爱丁顿吸积率的0.1%时，我们可以用MAD模型解释GeV波段的数据。在较高的吸积速率下，由于大量低能光子的存在，GeV的γ射线被双光子相互作用吸收。如果我们假设另一个由磁重联给出的电子加热速率的公式，MAD模型就不能再现我们大多数样本的GeV数据。这表明电子加热速率是至关重要的。我们还将MAD模型应用于Sgr A*，发现在银河系中心观测到的GeV γ射线不是来自Sgr A* 的MAD。我们从Sgr A* 估计宇宙射线强度，但它太低，无法解释地球上的高能宇宙射线强度。
2022-07-21 astro-ph.HE
Search for TeV emission from the Fermi Bubbles at low Galactic latitudes with H.E.S.S. inner Galaxy survey observations
费米泡是大约十年前在{ \it Fermi}-LAT数据中发现的，是一种延伸到55度的双瓣结构。在银河系的纬度上和银河系的中心之下。目前，它们的起源仍然未知。H.E.S.S.该合作目前正在进行有史以来第一次对银河系内部区域TeV伽马射线的调查：内部星系调查。这次巡天的目的是对银河系中心周围几度范围内的微弱和漫射辐射达到最佳的灵敏度。它对暗物质信号、新的漫发射和银河系中心的TeV外流提供了前所未有的灵敏度。了解银河系低纬度地区费米泡的性质将为了解其起源提供关键的见解。我们使用低纬度的空间模板在费米泡的基础上寻找TeV发射。2014-2020年H.E.S.S.将报告观察结果。
2021-08-24 astro-ph.HE
Interpreting correlated observations of cosmic rays and gamma-rays from Centaurus A with a proton blazar inspired model
最近的活跃射电星系半人马座（Cen）A是一个伽马射线辐射源，能量范围在GeV到TeV之间。高能立体系统（H.E.S.S.）和非同步Fermi-LAT观测表明，在几个GeV能量以上，Cen A的γ能谱出现了不寻常的谱硬化现象。就在最近，H.E.S.S.天文台解析了半人马座A中千秒差距（kpc）尺度的喷流，能量为TeV。另一方面，皮埃尔俄歇天文台（PAO）探测到了来自Cen-A的一些超高能宇宙线（UHECR）事件。质子耀变体模型考虑了电子和强子宇宙射线在活动星系核喷流中的加速作用，可以解释从冰立方探测到的活动星系核喷流中观测到的高能中微子和γ射线的重合现象。在这里，我们采用质子耀变体启发模型来解释所观察到的GeV到TeV的伽马射线光谱特征，包括在GeV能量的光谱硬化以及PAO对来自Cen-A的宇宙射线的观测。我们的研究结果表明，该模型可以解释一致的观测到的电磁波谱结合适当数量的UHECR从岑A。
2021-01-30 astro-ph.HE
Fermi LAT Observation of Diffuse Gamma-Rays Produced Through Interactions between Local Interstellar Matter and High Energy Cosmic Rays
本文报告了大口径望远镜在\textit{Fermi}任务中对第三象限中纬度地区（从$200\arcdeg$到$260\arcdeg$的银河经度$l$和从$22\arcdeg$到$60\arcdeg$的纬度$| b |$）的$γ$ -射线的观测。该地区不包含已知的大分子云，大部分氢原子位于太阳系1千秒差距以内。计算了$γ$射线点源和逆康普顿散射的贡献，并将其相减.在100 MeV ~ 10 GeV的能量范围内，剩余的$γ$射线强度与原子气柱密度呈线性关系.测得的积分$γ$射线发射率分别为100 MeV以上的$(1.63 \pm 0.05) \times 10^{-26} {\rm photons s^{-1} sr^{-1} H\mathchar`-atom^{-1}}$和300 MeV以上的$(0.66 \pm 0.02) \times 10^{-26} {\rm photons s^{-1} sr^{-1} H\mathchar`-atom^{-1}}$，附加系统误差为$\sim 10%$ .在100 MeV-10 GeV的差分发射率同意与直接测量的宇宙射线光谱的基础上，在10%的水平一致的计算。结果表明，在所研究的区域，距太阳系1千秒差距以内的宇宙线核谱与在地球上直接测量的$\sim 10%$以内的星际谱接近。
2009-08-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
Evidence for GeV Cosmic Rays from White Dwarfs in the Local Cosmic Ray Spectra and in the Gamma-ray Emissivity of the Inner Galaxy
最近的观测发现，电子被加速到$\sim$ 10 GeV，并在两颗磁白矮星（WD）中发射同步加速硬X射线，也被称为激变变星（CV）。在WD的新星爆发中，检测到多GeV的伽马射线，推断质子被加速到100 GeV或更高。在最近的光学测量中，发现WD密度在太阳附近比在银盘中高出$\sim$ 2.5倍。由局部CV和新星产生的宇宙射线（CR）在局部泡中将积累$10^6$ - $10^7$ yr。我们尽可能地根据观测数据将日球顶的CR谱建模为银河分量和本地分量的总和。初始银河CR电子和质子谱推导出的γ射线发射率，从硬X射线光谱在CV的本地电子谱，和本地质子谱推断的γ射线谱在新星。这些光谱的形状，然后表示在一个简单的一组多项式函数的CR能量和回归拟合，直到高能量（$>$ 100 GeV）CR光谱地球附近和旅行者1号光谱在日球顶再现。然后，我们扩展到核CR谱的建模，并发现一个频谱形状适合所有的本地核CR和核CR谱的明显硬化是由100 - 200 GeV附近的本地核谱的滚降。所有的本地CR光谱填充在一个有限的能带低于100 - 200 GeV和增强伽马射线发射率低于$\sim$ 10 GeV。在银河系内部观察到这样的增强，这表明CV和新星的CR通量在那里要高得多。
2018-02-14 astro-ph.HE
X-ray and GeV-gamma-ray emission property of TeV Compact Symmetric Object PKS 1413+135 and Implication for Episodic Jet Activity
PKS 1413+135是一个紧凑的对称天体（CSO），在其微型射电形态中具有双面pc尺度结构，与4FGL J1416.1+1320空间相关，最近被MAGIC望远镜发现。综合分析了它的X射线和GeV γ射线观测数据，揭示了它的高能辐射物理。发现该源在MJD 58500之前处于低通量阶段，在MJD 58500之后经历了GeV波段的剧烈爆发。在10 GeV处的通量变化约为3个数量级，GeV通量的变化伴随着明显的光谱变化，在低通量状态下表现为软对数抛物线谱，在亮耀斑中表现为硬幂律谱。X射线的变化幅度低于γ射线的变化幅度，未观察到γ射线和X射线之间的变化相关性。用多带轻子模型拟合了GeV爆发时的宽谱能量分布，结果表明GeV γ射线是由外部康普顿过程产生的，而X射线是由几个分量混合而成的。预测的TeV伽马射线通量在GeV爆发与MAGIC望远镜的检测是一致的。结合CSO的射电形态特征，这些结果表明PKS 1413+135具有幕式的核喷流活动。MJD 58500之前的弱伽马射线发射可能来自其由先前活动提供动力的次pc/pc尺度喷流分量，而MJD 58500之后具有短时间尺度变化的剧烈爆发可能归因于最近重新启动的喷流活动。
2022-09-27 astro-ph.HE
Spectra of cosmic ray electrons and diffuse gamma rays with the constraints of AMS-02 and HESS data
最近，AMS-02报告了他们对宇宙射线（CR）的观测结果。除了AMS-02的数据，我们添加HESS数据，以估计CR电子和扩散的伽马射线以上TeV的光谱。在传统的扩散模型中，利用GALRPOP软件包对CR电子和扩散γ射线的光谱特征进行了全局分析。结果表明，简单的幂律定律不能完全再现CR电子主分量的谱结构，其对应的破缺约为100 GeV。在99% C.L.，裂缝以上的注入指数从2.54下降到2.35，而裂缝以下的注入指数仅在2.746 - 2.751之间。CR电子的谱也不需要加入TeV截止来匹配HESS数据的特征。基于CR电子通量与其主要成分之间的差异，预测的CR正电子过剩与脉冲星或暗物质的解释是一致的。利用AMS-02和HESS资料对银河系扩散γ射线进行了间接约束分析，发现在高纬地区，银河系扩散γ射线通量与Fermi-LAT的GeV资料一致。结果表明，从高纬到低纬，逆康普顿散射（IC）分别在几百GeV到几十TeV的能量范围内占主导地位，在20 TeV能量范围内，银河系各区域的漫射γ射线通量均小于CR电子通量。
2015-10-05 astro-ph.HE
Constraints on the Model of Gamma-ray Bursts and Implications from GRB 221009A: GeV gamma rays v.s. High-energy Neutrinos
伽马射线暴（GRB）被认为是一种有效的粒子加速器。在伽玛暴喷流中存在高能质子时，这些质子与伽玛暴强辐射场的相互作用将诱发电磁级联。在级联中产生的电子/正电子将产生具有鲁棒特征的附加谱，该谱的形式为幂律分布，直到GeV区域，其指数为$\lesssim 2$。我们认为，在GeV波段的费米LAT的测量可以提供独立的约束的关键GRB模型参数，如耗散半径，喷注的体积洛伦兹因子，和重子加载因子。以GRB 221009 A为例，我们发现GeV γ射线辐射的约束可能比中微子观测的约束更严格，为我们深入了解GRB的起源提供了一个更好的解释。
2022-11-25 astro-ph.HE
Fermi LAT Observations of LS I +61 303: First detection of an orbital modulation in GeV Gamma Rays
这封信介绍了2008年8月至2009年3月期间使用费米伽马射线太空望远镜的大面积望远镜数据对LSI +61 303进行观测的第一批结果。我们的研究结果表明，与二进制周期的变化是一致的，与发射调制在26.6 +/- 0.5天。这是第一次探测到高能伽马射线（20 MeV-100 GeV，HE）的轨道周期性。光变曲线的特点是在近星点之后有一个宽峰，在远日点之前有一个较小的峰。该光谱最好用指数截止的幂律表示，产生高于100 MeV的总通量为0.82 +/- 0.03（stat）+/- 0.07（syst）10^{-6} ph cm^{-2} s^{-1}，截止值为6.3 +/- 1.1（stat）+/- 0.4（syst）GeV，光子指数Gamma = 2.21 +/- 0.04（stat）+/- 0.06（syst）。光谱随轨道相位的变化不明显。最大发射的相位，接近近星点，暗示逆康普顿散射作为主要的辐射机制。然而，MAGIC和VERITAS先前的甚高能量伽马射线（>100 GeV，VHE）观测显示峰值发射接近于远射。这一点以及费米实验中所看到的能量截止点表明，HE和VHE伽马射线之间的联系是不平凡的。
2009-07-24 astro-ph.HE
The isotropic $γ$-ray emission above 100 GeV: where do very high energy $γ$ rays come from?
天体物理学中极高能量（VHE; $>100$ GeV）的$γ$射线源是罕见的，因为GeV和TeV的光子只能在相对论粒子与局部辐射和磁场相互作用的极端情况下发射。在费米大面积望远镜（LAT）的背景下，只有少数来源是已知的VHE发射源，其中最大的部分属于最稀有的活动星系核：耀变体。在这项工作中，我们探索费米LAT数据的能量$>100$ GeV和银河系纬度$b > |50^{\circ}|$，以探测河外各向同性$γ$射线发射的起源。由于这种VHE光子的产生需要非常特殊的天体物理条件，我们预计来自各向同性$γ$射线发射的大多数VHE光子来自耀变体或其他极端物体，如恒星形成星系，$γ$射线爆发和射电星系，在银河系的纬度上探测到一个VHE光子就足以明确地追踪到这样一个对应物的存在。我们的研究结果表明，耀变体是，到目前为止，占主导地位的类源100 GeV以上，虽然他们只占$22.8^{+4.5}_{-4.1}\%$的河外VHE光子。VHE光子的剩余$77^{+4.1}_{-4.5}\%$仍然具有未知的来源。
2022-06-08 astro-ph.HE
A Search for Candidate TeV Emitters in the High-latitude Fermi Unassociated Source
我们报告的分析结果，以确定候选人非常高的能量（VHE; E > 100 GeV）的排放高纬度（|b| >10）无关的来源在第一年的目录正在开发的费米大面积望远镜（LAT）的团队。这些是在其他波长没有已知对应物的源。由于甚高能量设备是具有小视场和低占空比的尖端设备，因此需要仔细规划其观测方案，以确定最有希望的观测目标。结合费米和VHE观测的科学潜力已经通过一些VHE-费米联合论文得到了证明。这项工作的目标是选择最有前途的非关联费米源与费米和VHE仪器的联合观测。
2009-12-18 astro-ph.HE
Multi-messenger gamma-ray counterpart of the IceCube neutrino signal
冰立方实验最近发现了一个来自未知来源的高能地外中微子信号。中微子总是与伽马射线一起产生，但是来自河外源的伽马射线通量由于在星系际介质中的衰减而被抑制。我们报告发现的伽马射线过剩在银河系高纬度地区开始在能量300 GeV的费米望远镜的数据。我们表明，多TeV的伽马射线漫发射的光谱特性在低和高银河系纬度兼容的冰立方高中微子信号在同一天空区域。这表明这些伽马射线是冰立方中微子信号的对应物，这意味着冰立方中微子通量的相当大一部分来自银河系。我们认为，在银河系高纬度地区的扩散中微子和γ射线信号起源于以前未知的附近的宇宙射线“PeVatron”源（S），一个扩展的银河系CR晕或从重暗物质粒子的衰变。
2018-07-06 astro-ph.HE hep-ph
Secondary-electron radiation accompanying hadronic GeV-TeV gamma-rays from supernova remnants
超新星遗迹（SNR）激波中强子相互作用产生的次级电子和正电子（SEP）的同步辐射是SNR激波中宇宙线（CR）产生的明显证据。在这里，我们提供了一种方法，其中所观察到的伽马射线通量从信噪比，创建π衰变，直接用于推导SEP分布，因此同步加速器光谱。我们将该方法应用到三个伽玛射线亮信噪比。在年轻的SNR RX J1713.7-3946中，如果观测到的GeV-TeV伽马射线是强子起源，并且SNR激波中的磁场是$B\gtrsim 0.5$ mG，则SEP可能会在$10^{-5}-10^{-2}$ eV处产生光谱凸起，超过轻子模型预测的同步加速器分量，并在$\gtrsim 100$ keV处产生软光谱尾部，与轻子模型中的硬光谱斜率不同。在中年信噪比IC 443和W 44中，如果观测到的γ射线是强子起源的，则SEP同步辐射和$B\sim 400 - 500 μ$ G能很好地解释观测到的射电通量和谱斜率，支持γ射线的强子起源。未来的微波到远红外和硬X射线（> 100 keV）观测被鼓励来限制SEP辐射和SNR中的伽马射线起源。
2020-01-04 astro-ph.HE
HESS J1507-622: an unique unidentified source off the Galactic Plane
银河系内部的甚高能（VHE，> 100 GeV）伽马射线源巡天观测趋向于聚集在银河平面周围1度的纬度范围内。HESS J1507-622是唯一的，因为它位于纬度约3.5度。HESS J1507-622在仪器的PSF上稍微延伸，因此它的银河起源是清楚的。在其他波长范围（无线电，红外线和X射线）中寻找对应物未能显示任何合理的对应物;考虑到它的位置离开银河平面，因此吸收几乎低一个数量级，非常令人惊讶的是没有看到任何对应物，特别是在X射线波长（ROSAT，XMM Newton和Chandra）。它的纬度意味着它要么相当接近，在1千秒差距之内，要么远离银河平面。模型也反映了这个物体的独特性：轻子PWN场景将这个源放置在距离多kpc的距离上，而强子场景将优先将这个物体定位在距离< 1 kpc的目标物质密度较高的地方。
2009-12-21 astro-ph.HE
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
The Fermi All-sky Variability Analysis: A list of flaring gamma-ray sources and the search for transients in our Galaxy
在本文中，我们提出了费米全天变率分析（FAVA），一个工具，系统地研究的变化的伽马射线天空测量的大面积望远镜（LAT）上的费米伽马射线空间望远镜。对于天空中的每个方向，FAVA将在给定的时间窗口内观测到的伽马射线数量与从该方向检测到的平均辐射预期的伽马射线数量进行比较。这种方法在每周的时间间隔内使用，以获得215个闪烁伽马射线源的列表。我们继续讨论在银河系纬度小于10度的地方发现的27个源，并表明，尽管它们的纬度很低，但它们中的大多数都可能是银河系外的起源。
2013-04-22 astro-ph.HE
Model on pulsed GeV radiation from magnetars
本文讨论了磁星脉冲GeV γ射线辐射机制的一种可能方案。磁星已经显示出频繁的X射线爆发，这可能是由地壳断裂引发的，可以释放约10 ^{41 - 42}尔格的能量。如果磁场地壳破裂的位置靠近磁极，释放的部分能量可能激发出能传播到外磁层的Alfevn波。磁场的振荡感应出约10 ^{15}伏特的有效电位降，这可以在外磁层中将电子和/或正电子加速到约10 ^{7}的洛伦兹因子。外磁层的曲率辐射过程可以产生GeV的γ射线。如果辐射过程发生在离恒星表面r~5 × 10 ^7 cm的地方，则所发射的GeV γ射线可以与X射线和/或磁场一起从对产生过程中逃逸。GeV辐射的预期亮度为L_γ <10 ^{35} erg/s量级，辐射过程将持续数年的时间尺度。预期的脉冲轮廓具有宽的形状，有时具有尖锐的峰值。并将该模型应用于AXP 1E~2259 + 586.
2013-02-27 astro-ph.HE
Short time scale variability at gamma rays in FSRQs and implications on the current models
我们研究了平谱射电类星体PKS 1222+216在GeV伽马射线处的快速变化，MAGIC切伦科夫望远镜最近发现它在数百GeV处显示出非常短的变化（分钟时间尺度）。我们分析了2010年4月29日至6月20日这段时间内的情况，当时该源每天都会产生几次MeV-GeV波段的伽马射线耀斑，其通量超过10^-5 ph cm^-2 s^-1。我们对观测到的倍增时间尺度设定了严格的上限（2010年4月30日约为1小时），这是迄今为止在MeV-GeV能量下测得的最小值，可以限制伽马射线发射区域的大小。我们还研究了两次耀斑（2010年4月30日和6月17-18日）期间测量的光谱。在目前的工作中获得的光谱和可变性的研究相结合，有利于假设伽马射线一般产生的宽线区域（BLR）内，但有时耗散可以发生在更大的距离，附近的红外环面。
2012-02-13 astro-ph.HE
Constraining the cosmic ray propagation halo thickness using Fermi-LAT observations of high-latitude clouds
作为宇宙线传播的一个基本特征，扩散晕可以促进我们对宇宙线相关研究和间接暗物质的理解。由于计算晕圈尺寸的方法存在退化问题，因而受到较大不确定性的影响。来自高纬云的扩散γ射线可能独立地揭示晕的大小。由于空间相关传播（SDP）模型与观测到的CR值有更好的一致性，与传统的传播模型相比，本文利用Fermi-LAT $\rmγ$射线观测，研究了基于SDP模型的中高速云晕厚度。因此，为了不超过高纬度云的相对$γ$射线发射率，晕的厚度应该在$\rm ~3.3\sim9~ kpc$的范围内。此外，基于SDP模型估计的不同晕厚度下的$\rmγ$射线的空间形态是不同的，这为我们提供了一个工具来确定晕的大小。我们希望我们的模型可以在未来通过多波长观测进行测试和调整。
2021-03-01 astro-ph.HE
Dark Matter Signals In Cosmic Rays?
扩散伽马射线背景辐射（GBR）的通量并不能证实，在南极洲上空的气球飞行中使用ATIC仪器在300-800 GeV之间测量的宇宙射线电子通量的过剩，是普遍的，正如暗物质湮灭所预期的那样。在10-100 GeV范围内，PAMELA测量到的宇宙射线电子通量中正电子的比例随能量的增加也不意味着暗物质的起源：它与银河系宇宙射线的两个主要来源之和的预期一致，即非相对论性球形喷出物和超新星爆炸的高度相对论性喷流。
2009-03-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
On the Physics Connecting Cosmic Rays and Gamma Rays: Towards Determining the Interstellar Cosmic Ray Spectrum
由于费米空间观测站上的大面积望远镜获得了对~50 MeV至~40 GeV的局部星际气体伽马射线发射率的高质量测量，次级核生产物理学正受到越来越多的关注。超过90%的1 GeV以上的气体相关发射率归因于宇宙射线和星际物质碰撞中形成的中性π介子衰变产生的伽马射线，轻子引起的过程在1 GeV以下变得越来越重要。根据两个物理问题重新研究了中性π介子产生和衰变的基本运动学：等压产生是否遵循标度行为？以及通过中间体π 0的产生而形成具有一定能量的伽马射线所需的最小质子动能是多少？发射率光谱将使星际宇宙射线光谱能够可靠地确定，为起源和传播研究以及太阳调制模型的输入提供参考。这种分析的方法和说明性的结果。
2013-03-26 astro-ph.HE
Large-scale Galactic diffuse gamma rays observed with the Fermi Gamma-Ray Space Telescope
费米伽马射线太空望远镜上的LAT仪器正在进行20 MeV至300 GeV的全天勘测，其统计数据和角分辨率前所未有。这提供了大量关于银河系星际介质非热辐射的新信息，并对宇宙射线和银河系结构产生了影响。在中纬度的第一个结果已经显示出与基于宇宙射线直接测量的预测很好的一致性，这表明至少局部（距离太阳约1千秒差距内）的伽马射线发射是了解的。我们将使用LAT数据呈现来自天空区域的第一个光谱，以及选定能量的轮廓。这里的目的是评估与模型的一致性，并评估随着分析的成熟，我们可以期望学到什么。
2009-07-02 astro-ph.HE
An extended source of GeV gamma rays coincident with the supernova remnant HB 21
我们分析了3.5年的公开费米/LAT数据周围的超新星遗迹HB 21，其中四个点状源从第二费米/LAT目录的位置。我们确定γ射线源是由单个扩展源产生的。我们将观察到的形态建模为均匀的圆。光谱能量分布最好用曲线幂律来描述，最大值在413+-11 MeV。我们将圆分为三个区域，由先前确定的冲击分子云定义，并发现其中一个区域具有较软的光谱。软谱区的>3 GeV伽马射线辐射呈弓形，与射电波段的超新星遗迹壳层一致。我们认为HB 21的伽马射线发射可以理解为冲击/照明分子云的发射组合，其中一个与超新星遗迹壳本身重合。
2012-09-28 astro-ph.HE
The energy production rate density of cosmic rays in the local universe is $\sim10^{44-45}\rm erg~Mpc^{-3}~yr^{-1}$ at all particle energies
能量为$10{\rm GeV}\lesssim\varepsilon_p\lesssim100{\rm GeV}$的宇宙射线（CR）的能量输出（每粒子能量的对数间隔）是$\sim 10^{47}\rm erg$/恒星$-$形成的太阳质量，基于银河系和星暴星系中的CR产生率，意味着本地宇宙中有$\varepsilon_p^2Q\sim 10^{45}\rm erg~Mpc^{-3}~yr^{-1}$的产生率。它只比能量为$10^{10.5}{\rm GeV}<\varepsilon_p<10^{12}\rm GeV$（假设它们主要是质子）的超高能CR（UHECR）的输出$\varepsilon_p^2 Q=0.5\pm0.2\times 10^{44}\rm erg~Mpc^{-3}~yr^{-1}$大$\sim 10$倍，这反过来又与具有$10^6{\rm GeV}\lesssim\varepsilon_p\lesssim 10^{8}\rm GeV$的高能CR的$\varepsilon_p^2 Q\ge 0.5\times 10^{44}\rm erg~Mpc^{-3}~yr^{-1}$的下限相当，这是由IceCube最近发现的中微子过剩导致的Waxman-Bahcall束缚饱和所暗示的。这些相似性是一致的，与平坦的生产频谱，$\varepsilon_p^2 Q\sim \tex…
2013-11-01 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
Cosmic-ray-induced ionization in molecular clouds adjacent to supernova remnants - Tracing the hadronic origin of GeV gamma radiation
高能伽马射线（GeV到TeV光子能量）已经被探测到朝向与分子云相关的几个超新星遗迹（SNR）。如果伽马射线主要是由强子过程而不是像韧致辐射这样的轻子过程产生的，那么产生伽马射线所需的高能宇宙射线（CR）核（>1 GeV）的通量可以在SNR冲击中粒子被加速的地方推断出来。理解伴随高能分量的较低能量（<1 GeV）的CR的加速是非常有趣的。这些较低能量的粒子在电离星际气体时最有效，在星际离子化学中留下可观察到的印记。高能γ辐射与增强的星际电离的相关性可以支持γ射线的强子起源，并限制SNR中电离CR的加速。我们提出了一种方法来测试强子起源的GeV伽马射线从SNR与分子云。我们使用观测的伽马射线数据为每个这些SNR已知的，建模的观测，以获得基本的质子谱假设的伽马射线产生的π衰变。假设加速机制不仅产生高能质子，而且产生低能质子，然后使用源处的质子谱来计算分子云的电离率。电离的氢分子触发化学网络形成分子离子。这些离子的弛豫导致特征线发射，这可以预测。我们发现，至少有两个对象的电离率是超过一个数量级以上的银河系平均分子云，暗示在增强的分子离子的形成率。在光谱的红外和亚毫米波部分，将有有趣的机会来测量关键的分子离子。
2012-05-15 astro-ph.HE
GeV emission in the region of the supernova remnant G51.26+0.11
超新星遗迹（SNR）G51.26+0.11是最近发现的，对它的性质和环境知之甚少。利用\emph{Fermi}大天区望远镜的数据，我们研究了在G51.26+0.11方向上看到的GeV辐射，以限制伽马射线的起源及其与SNR或恒星形成区域的可能关系。我们还寻找该地区分子气体的排放，可以为伽马射线的产生提供致密的材料。通过对G51.26+0.11从无线电到伽马射线的多波长光谱进行建模，我们得出了在几种可能的情况下可能产生发射的粒子群的特性。我们排除了附近的恒星形成区（如G051.010+00.060）作为GeV辐射的起源。伽马射线和射电形态之间的对应关系支持G51.26+0.11是伽马射线的原因。在GeV能量下观察到的平坦光谱能量分布最适合强子或逆康普顿发射，而韧致辐射模型不能正确地解释简单的单区情景下的无线电通量。高能光子的脉冲星风星云起源不能被排除或证实。
2021-08-15 astro-ph.HE
