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
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
Extra dip in ultrahigh energy neutrino spectrum from generalized uncertainty principle
Universidad de Guanajuato（瓜纳华托大学）
本研究将广义不确定原理纳入中微子-暗物质相互作用势引发的振荡概率共振增强场景，发现更高能区存在新共振转化，该效应可通过未来超高能中微子流的新凹陷观测检验。
2025-10-29 astro-ph.HE hep-ph
Ultrahigh-energy nuclei, photons, and magnetic fields
宇宙射线探测器和伽马射线探测器的最新数据结合起来，对超高能宇宙射线（UHECR）的来源、银河系内外的磁场以及宇宙光子背景产生了一些令人惊讶的见解。UHECR的能量依赖性成分意味着位于银河系的源的不可忽略的贡献，例如过去发生在我们银河系的伽马射线暴。从费米数据中看到的遥远源的扩展晕，意味着星系际磁场的平均强度为飞秒高斯量级。这种相对较低的磁场意味着来自遥远耀变体的质子在与光子背景的相互作用中产生了可检测的次级伽马射线通量。与数据的比较表明，二次光子与大气切伦科夫望远镜观测到的遥远耀变体光谱非常一致。
2010-10-27 astro-ph.HE hep-ph
Iron Nuclei in Ultra-High Energy Cosmic Rays Near the Earth
Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所）
研究通过分析铁核能量与源地距离的关系，探讨了超高能宇宙射线在银河系中的传播特性及限制条件。
2025-11-21 astro-ph.HE
Ultrahigh Energy Nuclei in the Turbulent Galactic Magnetic Field
本文研究了银河系磁场（GMF）的湍流分量对高能重核传播的影响。我们首先调查如何个人的来源和超星系平面的图像取决于湍流GMF的属性。然后，我们提出了一个定量研究的影响的湍流场（缩小）放大源通量，由于磁透镜效应。我们还表明，这是不可能解释的皮埃尔俄歇数据假设所有的高能核都来自Cen A，即使在最有利的情况下，一个强大的，扩展的湍流场的星系晕。
2011-09-05 astro-ph.HE
Luminosity of ultrahigh energy cosmic rays and bounds on magnetic luminosity of radio-loud active galactic nuclei
本文研究了活动星系核中旋转黑洞产生的磁通量，并将其与由9个高能宇宙线（UHECR）活动星系核源观测到的GeV-TeV γ射线积分通量计算得到的UHECR亮度上限进行了比较。我们发现，在预期的黑洞旋转范围（0.44<a<0.80）内，AGN理论磁光度的相应界与UHECR光度的计算值一致。我们认为，这样的结果可能有助于约束活动星系核的磁性和动力学性质作为唯象的工具来解释适当加速最高能量宇宙射线的必要条件。
2015-11-03 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Cosmic-ray database update: ultra-high energy, ultra-heavy, and anti-nuclei cosmic-ray data (CRDB v4.0)
我们提出了一个更新的CRDB（https：//lpsc.in2p3.fr/crdb），宇宙射线数据库的带电物种。CRDB基于MySQL，通过jquery和table-sorter库进行查询和排序，并通过AJAX协议通过PHP网页显示。我们回顾了自第一次发布以来对数据库的结构和输出所做的修改（Maurin等人，2014年）。对于这次更新，最重要的特点是包括超重核（$Z>30$），超高能核（从$10^{15}$到$10^{20}$ eV），以及对反核通量的限制（$Z\leq -1$用于$A>1$）;超过100个实验，350篇出版物和40000个数据点现在在CRDB中可用。我们还重新审视并简化了用户检索数据和提交新数据的方式。如有任何问题和要求，请联系crdb@lpsc.in2p3.fr。
2020-07-22 astro-ph.HE
Ultrahigh Energy Nuclei in the Galactic Magnetic Field
观测结果与宇宙线通量中大于10^19 eV数倍的重核的显著比例是一致的。这样的原子核在银河系磁场中可以发生相当大的偏转，这对寻找它们的来源具有重要意义。我们在最近的银河系磁场模型中对重核的传播进行了详细的模拟。虽然这些模型还没有足够的约束来预测偏转地图的细节，我们发现的（去）放大通量源的分布的一般特征。由于在大多数理论模型中，重核的来源都位于星系的局部大尺度结构中，我们展示了几个附近的星系团和超星系平面的图像。这样的一般功能可能是有用的，以开发有效的方法，从观测到的高能宇宙射线到达方向的源重建。
2010-09-07 astro-ph.HE
Very-High-Energy Gamma-Ray Signal from Nuclear Photodisintegration as a Probe of Extragalactic Sources of Ultrahigh-Energy Nuclei
识别超高能宇宙线（UHECR）源并探测其未知性质至关重要。皮埃尔俄歇天文台最近的结果支持UHECR的重核组成。根据重核在这些源中生存的要求，以伽马射线暴为例，我们预测了一个诊断伽玛射线信号，独特的核-去激发伽玛射线的光致蜕变后的排放。这些伽马射线，从MeV提升到TeV-PeV的能量，可以被VERITAS，HESS和MAGIC等伽马射线望远镜探测到，特别是下一代CTA和AGIS。它们是识别和研究单个UHE核加速器的有希望的信使。
2010-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Sombrero Galaxy as an Accelerator of Ultrahigh Energy Cosmic Ray Nuclei
Lehman College, City University of New York（纽约市立大学莱曼学院）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生中心）；American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）
圆顶星系中心的超大质量黑洞可能高效加速轻重核至最高能量，挑战传统观点。
2025-12-24 astro-ph.HE
The role of Active Galactic Nuclei in galaxy evolution: insights from space ultraviolet spectropolarimetry
Astro 2020白皮书总结了活动星系核（AGN）物理学的未知因素，这些未知因素可能会由于一种新的太空紫外分光偏振仪而被揭开。高能偏振测量的独特能力将帮助我们理解物质和能量转移以及超大质量黑洞生长的精确机制，以及活动星系核反馈对星系演化的影响。
2019-03-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
Ultrahigh-energy Cosmic-ray Nuclei from Black Hole Jets: Recycling Galactic Cosmic Rays through Shear Acceleration
我们进行蒙特卡罗模拟的相对论剪切加速度致力于一个喷茧系统的活动星系核。在晕中，一定比例的银河系宇宙射线被夹带，足够高的能量粒子可以被注入到再加速过程中，并进一步加速到100 EeV。我们表明，剪切再加速机制导致逃逸宇宙射线，$dL_E/dE\propto E^{-1}-E^0$，不同于传统的$E^{-2}$频谱硬频谱。超高能核的超太阳丰度是由于TeV-PeV能量的注入而实现的。结果表明，我们的模型可以合理地解释最高能谱和质量组成，与各向异性数据没有矛盾。
2018-01-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Anisotropies of ultra-high energy cosmic ray nuclei diffusing from extragalactic sources
我们得到了从河外源附近扩散的超高能宇宙线核到达方向的偶极各向异性。我们考虑混合成分的情况下，不同的宇宙射线核被加速到相同的最大刚度，使$E<ZE_\text{max}^p$，与$Z$的原子序数和$E_\text{max}^p$的最大质子能量。我们采用了$E_\text{max}^p\simeq 6$ EeV，以便考虑踝关节上方越来越重的成分。通过蒙特卡罗模拟，我们得到了宇宙线在河外湍流场中的各向异性，以及光衰变和其他能量损失的影响。在能量为$\sim 10$ ~EeV的情况下，对于源密度和磁场的合理值，预测了5 ~ 10%的偶极各向异性。
2015-07-23 astro-ph.HE
The energy spectrum of ultraheavy nuclei above 10$^{20}$ eV
10 $^{19}$ eV以上的宇宙辐射能谱的一个主要特征是重核相对于轻核的比例增加。这一事实，以及其他简单的假设，采用计算的宇宙辐射的能量谱高达2.4 $\times$ 10 $^{21}$ eV。预测的光谱保持在较低能量下观察到的指数2.67，这是银河系中加速宇宙射线的物理机制的基本、已知、经验性的良好评估特征。实际上，在10 $^{19}$ eV以上，核的注入被某些滤波器抑制，并且这种抑制导致能谱的阶梯轮廓。有人认为，粒子注入失败与能量开始与质子，其次是氦，然后由其他较重的核铀。在7.5 $\times$ 10 $^{20}$左右，宇宙辐射仅由比铜重的原子核组成，估计强度为1.8 $\times$ 10 $^{-30}$粒子/GeV s sr m $^2$。
2017-07-08 astro-ph.HE
Ultra-high energy cosmic ray correlations with Active Galactic Nuclei in the world dataset
Pierre Auger合作组最近提出了最高能量宇宙射线的到达方向与活动星系核（AGN）子集相关的假说。我们使用雅库茨克、AGASA和HiRes实验收集的公开事件集对活动星系核假说进行了盲检验。程序的一致性要求事件能量朝向共同能量标度归一化。所得数据集中相关事件的数量为21个中的3个，这与预期的随机背景一致。
2012-05-14 astro-ph.HE
Ultra-high-energy cosmic rays from ultra-fast outflows of active galactic nuclei
本研究利用3D CRPropa模拟探讨活动星系核超快外流作为超高能宇宙射线来源的潜力，发现极端UFO能加速并释放高能粒子，其作用可通过中微子望远镜验证。
2025-05-30 astro-ph.HE
Neutrino Background Flux from Sources of Ultrahigh-Energy Cosmic-Ray Nuclei
皮埃尔俄歇天文台的结果有利于超高能（UHE）宇宙射线的重核成分的启发，我们调查的累积中微子背景的影响。原子核不能被光致衰变的要求限制了它们在源中的相互作用，因此限制了中微子通过光激子相互作用的产生。假设有$dN_{\rm CR}/dE_{\rm CR} \propto E_{\rm CR}^{-2}$注入谱和通过巨偶极共振的光致蜕变，如果UHE核普遍存在于它们的源中，中微子的背景通量将低于$E_ν^2 Φ_ν\sim {10}^{-9} {\rm GeV} {\rm cm}^{-2} {\rm s}^{-1} {\rm sr}^{-1}$。这比UHE质子的类似Waxman-Bahcall通量小大约一个数量级，并且低于预计的IceCube灵敏度。如果冰立方探测到中微子背景，可能是由于其他来源，例如，低能宇宙射线的强子核相互作用;如果不是，这支持我们对UHE核源性质的严格限制。
2010-03-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The fate of ultrahigh energy nuclei in the immediate environment of young fast-rotating pulsars
年轻、快速旋转的中子星是产生高能宇宙射线（UHECR）的有希望的候选源。最近对宇宙射线的最新化学成分测量，似乎表明在最高能量下存在一种重核成分，这提高了人们对这一模型的兴趣。中子星，其富含金属的表面，是这种核的潜在有趣的来源，但一些开放的问题仍然存在：1）是否有可能从恒星的表面提取这些核？2)原子核在中子星的磁层中存在的恶劣条件下幸存下来了吗？3)一旦幸存的原子核进入光圆柱外发射的风中，它们会发生什么？在本文中，我们解决这些问题的定量方法，证明了最合理的范围内的中子星表面温度（$T<10^7\,$ K），大部分的重核幸存的光衰变损失。这些过程，加上曲率损失和恒星电势的加速，导致注入的原子核的化学成分是混合的，即使只有铁从表面提取。我们表明，在某些条件下，注入风区的化学成分与之前基于纯粹唯象论据（通常是$\sim 50\%$质子、$\sim 30\%$ CNO和$\sim 20\%$ Fe）的工作所需的化学成分兼容，并提供了合理的解释从超高能数据推断的质量丰度。
2015-07-06 astro-ph.HE
Analytic calculations of the spectra of ultra high energy cosmic ray nuclei. II. The general case of background radiation
讨论了河外背景辐射中超高能核的传播问题。本文是第一篇论文的继续，在第一篇论文中，我们提出了三种新的分析方法来计算超高能宇宙线核（包括初级核、次级核和次级质子）的通量和谱。本文的计算方案是基于耦合动力学方程的解析解，它考虑了宇宙膨胀和成对产生的连续能量损失以及原子核的光致衰变。这种方法以最自然的方式包括在初级核通过河外背景辐射传播期间的光致蜕变过程中产生次级核。在第一篇文章中，为了提出所建议的分析计算方案，我们只考虑了宇宙微波背景辐射的情况，而在本文中，我们把这种计算推广到所有相关的背景辐射，包括红外和可见/紫外辐射，统称为河外背景光。解析解允许透明的物理解释所获得的光谱。河外背景光在超高能宇宙线核的中能区起着重要作用。河外背景光最显著的影响是次级核光谱中的低能尾。
2012-07-28 astro-ph.CO 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
Propagation of Ultrahigh Energy Nuclei in the Magnetic Field of our Galaxy
在这项工作中，我们提出了详细的模拟超高能（UHE）重核的传播，与E > 60 EeV，在最近的银河系磁场（GMF）模型。我们调查的GMF的规则和湍流分量的影响。我们表明，与UHE重核，有没有一对一的对应关系的宇宙射线（CR）在地球上测量的到达方向和他们的河外源的方向。源可以有几个扭曲的天空图像。我们计算图像的星系团和超星系平面在最近的GMF模型和显示的挑战，和可能性，“UHECR天文学”与重核。最后，我们提出了一个定量研究的影响的GMF（去）放大的源通量，由于磁透镜效应。我们发现，对于60 EeV的铁核，位于大约五分之一的天空中的源将使它们的通量如此强烈地缩小，以至于它们在地球上无法检测到，即使是下一代的UHECR实验。
2011-09-05 astro-ph.HE
Propagation of extragalactic ultra-high energy cosmic-ray nuclei : implications for the observed spectrum and composition
本文研究了宇宙线核和质子的传播。我们强调的影响源组成的预期光谱和地球上的成分，以及从银河系到河外宇宙射线的过渡现象和解释的脚踝。我们指出，不同的源组成模型不能区分的宇宙射线谱的唯一基础上，但$<X_{\max}>$的能量演化应消除这种简并。最后，我们比较了不同的源组成模型的预测与现有的数据，并讨论了我们的结果的影响。
2009-06-17 astro-ph.HE
Search for Nuclei Sources in the Ultra-High Energy Cosmic Ray Data
本文提出了一种在超高能宇宙线数据中寻找重核源的新方法。我们将它应用于Pierre Auger合作组发表的能量E>55 EeV的69个事件。我们发现一组事件的方法重建的室女座星系团附近的源。在某些背景下发生一组可比事件的概率约为0.7%。重建的源位于距离活动星系M87约8.5度的位置。对于已经包含一组可比事件的数据，在距离M87小于10度处重建震源的概率约为0.4%。这可能暗示室女座星系团是一个超高能重核源。我们讨论了当前和不久的将来的实验来测试这种可能性的能力。这种情况下给出了一个自洽的描述俄歇各向异性和组成数据在最高的能量。
2011-07-12 astro-ph.HE
Density dependence of symmetry energy and neutron skin thickness revisited using relativistic mean field models with nonlinear couplings
利用包含介子间非线性耦合的相对论平均场模型，研究了丰中子核的中子皮厚度与对称能斜率参数之间的关系。发现具有较大皮肤的模型即使在超饱和密度下也能探测斜率参数，而具有较小皮肤的模型仅在特定的亚饱和密度下被观察到是敏感的，该密度与核的平均密度有关。系统地探讨了这种密度依赖性背后的可能原因。这些结果可能是模型特异性的，需要在文献中存在的其他类型的相互作用中重新评估。然而，从模型中推断高密度下的预测，需要小心处理，这些模型是通过饱和或亚饱和密度下的数据进行优化的。
2022-04-05 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Survival of ultraheavy nuclei in astrophysical sources: applications to protomagnetar outflows
Frontier Research Institute for Interdisciplinary Sciences, Tohoku University（东北大学前沿跨学科研究院）；Astronomical Institute, Graduate School of Science, Tohoku University（东北大学理学研究科天文学研究所）；Center for Neutrino Physics, Department of Physics, Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学物理系中微子物理中心）；Department of Physics, Wisconsin IceCube Particle Astrophysics Center, University of Wisconsin（威斯康星大学威斯康星冰立方粒子天体物理中心物理系）；Department of Astronomy, Astrophysics and Space Engineering, Indian Institute of Technology Indore（印度印多尔理工学院天文、天体物理与空间工程系）；Department of Physics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学物理系）；Department of Astronomy & Astrophysics, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学天文与天体物理系）；Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学引力与宇宙研究所）
研究原磁星喷流中超重核的存活机制，探讨光解离对核素存活的影响及喷流模型对核素分解的决定性作用。
2026-09-15 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Method to Look for Imprints of Ultrahigh Energy Nuclei Sources
本文提出了一种在超高能宇宙线数据中寻找重核源的新方法。我们将这种方法应用到最近公布的69个事件的Pierre Auger合作，并找到一个尾巴的事件，它重建的源在几个度的室女座星系团。重建的震源位于距离M87约8.5度处。在某个随机背景中出现这样一组事件，并在天空的任何方向上重建震源位置的概率约为7 × 10^（-3）。在已经包含这样一组事件的数据集中，重建距离M87小于10度的震源的概率约为4 x 10^（-3）。这可能暗示了室女星系团是一个明亮的超高能核源。我们调查的能力，目前和未来的实验来验证或排除这种可能性，并讨论了几种替代的解决方案，可以解释现有的俄歇数据中的各向异性。
2011-04-08 astro-ph.HE
Correlation between Ultra-high Energy Cosmic Rays and Active Galactic Nuclei from Fermi Large Area Telescope
通过对$γ$射线强活动星系核（AGN）位置与超高能宇宙射线（UHECR）到达方向的相关性分析，研究了活动星系核（AGN）是UHECR源的可能性。我们利用第二代Fermi大区域望远镜AGN星表中的$γ$射线强活动星系核和$d\le 100 {\rm Mpc}$，以及Pierre Auger天文台的UHECR观测数据和$E\ge 55 {\rm EeV}$。利用相关角距分布和Kolmogorov-Smirnov检验，将$γ$射线强活动星系核的到达方向分布与观测到的UHECR的到达方向分布进行了比较。我们的结论是，假设的$γ$ -射线响亮AGN的主要来源的UHECR是不利的，除非有一个大的涂抹效应，由于星系际磁场。
2012-09-03 astro-ph.HE
Ultraheavy Ultrahigh-Energy Cosmic Rays
Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；The University of Tokyo（东京大学）
研究超重核作为超高能宇宙射线的传播特性，发现其能量损失长度显著长于质子和中间质量核，推测高能宇宙射线可能由超重超高能宇宙射线构成，并首次约束其来源贡献。
2026-05-09 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei and neutrinos from engine-driven supernovae
跨相对论性超新星（SNe）可能是由中心引擎通过喷流或风驱动的，是超高能宇宙射线（UHECR）的候选来源之一。我们调查的加速和生存的UHECR核在外部反向冲击的情况下。利用Zhang等人（2018）中使用的成分模型，我们计算了逃逸宇宙射线和次级中微子的光谱。如果它们的局部速率是核心坍缩超新星速率的$\sim1$ %，那么观测到的UHECR谱和成分可以用宇宙线总能量${\mathcal E}_{\rm cr}\sim10^{51}$ erg来解释。UHECR核的最大能量可达$\sim 10^{20}-{10}^{21}\rm~eV$。在0.1-1 EeV的范围内，源中微子的扩散通量被预测为$\sim 10^{-11} - 10^{-10}~{\rm GeV}~{\rm cm}^{-2}~{\rm s}^{-1}~{\rm sr}^{-1}$，满足核存活边界。计算了相关的宇宙成因中微子通量，结果表明与源中微子通量相当，甚至更高。这些超高能中微子可以被终极探测器探测到，如巨型射电阿斯卡里安中微子探测器和极端多信使天体物理探测器。
2019-09-26 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
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
Ultrahigh Energy Cosmic Ray Nuclei from Extragalactic Pulsars and the effect of their Galactic counterparts
在快速旋转的新生恒星中，高能核的加速可以解释观测到的高能宇宙射线的光谱，以及俄歇天文台报告的能量高于$10^{19}\,$ eV的重核趋势。脉冲星加速意味着由于脉冲星自旋下降导致的硬注入谱（$\sim E^{-1}$）和由于中子星自旋速率的限制导致的最大能量$E_{\rm max} \sim Z \, 10^{19}$ eV。我们以前已经表明，通过年轻的超新星遗迹逃逸软化了光谱，稍微降低了最大能量，并产生次级核。在这里，我们表明，脉冲星的出生周期的分布和传播的影响，在星际和星系间的媒体修改的组合频谱的所有脉冲星。通过假设脉冲星诞生周期的正态分布为中心在300毫秒，我们表明，河外脉冲星诞生的贡献的高能宇宙射线谱自然会引起非常高的能量宇宙射线（VHECR，之间的$10^{16}$和$10^{18}$ eV）的银河系脉冲星诞生的贡献。所需的注入成分，以适应观察到的光谱取决于绝对能量尺度，这是不确定的，不同的俄歇天文台和望远镜阵列。银河系脉冲星诞生的贡献也可以弥合超新星遗迹中宇宙射线加速预测与脚踝以下观测光谱之间的差距，这取决于逃离超新星遗迹的宇宙射线的成分和银河系中VHECR的扩散行为。
2013-02-18 astro-ph.HE
HERMES: a Monte Carlo Code for the Propagation of Ultra-High Energy Nuclei
虽然最近的实验努力改善了对$10^{18}$ eV以上超高能宇宙射线（UHECR）的观测，但这种粒子的起源和组成仍然是未知的。在这项工作中，我们提出了新的Monte Carlo代码（HERMES）模拟UHE核的传播，在$10^{16}$和$10^{22}$ eV之间的能量范围内，占在干预河外和银河系磁场和核与河外背景辐射的遗迹光子的相互作用传播。为了展示HERMES在天体粒子研究中的潜在应用，我们估计了UHE核在不同天体物理场景中的预期通量，GZK视界，并展示了在湍流河外磁场存在下的预期到达方向分布。HERMES的稳定版本将在未来发布，与已经繁殖的原子核库一起供公众使用，以允许社区使用我们的模拟器进行质量组成和能谱分析。
2013-07-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Ultrahigh energy cosmic ray nuclei from remnants of dead quasars
我们重新研究了高能宇宙射线在附近休眠的类星体中被加速的可能性。我们将我们的研究具体到重核，以适应皮埃尔俄歇合作最近报道的光谱和核组成。粒子加速是由布兰德福德-兹纳杰克机制驱动的，该机制将休眠的旋转黑洞连接成法拉第单极发电机。我们表明，能量损失占主导地位的光核相互作用的环境光子场。我们认为，过去类星体活动的局部暗化石可以根据源参数（中央引擎的质量和加速器周围的光子背景）如何影响光核相互作用来分类。在这种分类中，有可能区分两种明确的来源：那些在逃离加速区之前原子核完全光致衰变的来源，以及那些以产生负离子为主要能量阻尼机制的来源。我们进一步认为，从光致衰变的核（在注入时具有陡峭的光谱指数）的次级核子可以填充的能量区域以下的“脚踝”的功能在宇宙射线谱，而重和中等质量的核（具有较硬的光谱指数）填充的能量区域以外的“脚踝”，所有的方式到高能量端的频谱。此外，我们还发现了五个来自我们宇宙后院的潜在类星体遗迹与望远镜阵列观察到的热点相关。
2017-04-03 astro-ph.HE
Possible Sources of Iron Nuclei in Ultra-High-Energy Cosmic Rays
Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列别捷夫物理研究所）
本文假设望远镜阵列记录的超高能粒子为铁核或硅核，通过河外传播计算，分析其可能源的距离约束并讨论候选源。
2026-09-09 astro-ph.HE
Superradiance evolution of black hole shadows revisited
黑洞阴影可以通过超辐射不稳定性现象以超轻粒子的形式探测新物理。通过直接影响BH的质量和自旋，超辐射可以导致BH阴影的时间演化，尽管如此，在现实的观测时间尺度上，这仍然被认为是通过甚长基线干涉测量（VLBI）无法观测到的。我们重新审视超辐射引起的BH阴影演化，包括气体吸积和引力波（GW）发射的竞争效应，作为模拟现实的新物理场景，预测存在多个超轻物种的第一步，我们研究了系统中存在的两个超轻玻色子，其组合效应可以帮助减少阴影演化的时间尺度。我们发现，吸积和GW发射在我们的结果中起着微不足道的作用（证明以前的简化分析），并且与我们的直觉相反，包含额外的超轻玻色子不会缩短BH阴影演化的时间尺度，从而提高检测前景。然而，我们指出了一个重要的微妙之处，关于观测意义的定义的超辐射引起的BH阴影演变的时间尺度，减少了后者约一个数量级，开放的可能性，观察超辐射引起的BH阴影演变与即将到来的VLBI阵列，提供的角分辨率略低于$μ{\rm as}$水平可以达到。作为一个具体的例子，我们表明，角大小的阴影SgrA $^*$可以改变高达$0.6\,μ{\rm as}$在一段时间内短$16$年，这进一步加强了科学的情况下，针对阴影SgrA $^*$与下一代VLBI阵列。
2022-03-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Propagation of ultrahigh energy nuclei in clusters of galaxies: resulting composition and secondary emissions
我们研究了注入星系团中的高能核的生存，以及它们的次级中微子和光子发射，使用一个完整的数值传播方法和一个现实的建模的磁，重子和光子背景。结果表明，重核的存活率与注入位置和磁场分布密切相关。考虑到中心源的寿命有限，在某些情况下还可能导致探测到宇宙射线余辉，与中微子和伽马射线发射在时间上不相关。我们计算了来自星系团的1PeV左右的扩散中微子通量可能有机会被现有的仪器探测到。对中微子和高能宇宙射线产生的伽马射线中的单个源的观测将更加困难。然而，来自较低能量宇宙射线（E < 1 PeV）的信号，如果存在的话，在合理的参数设置下，可能会被费米探测到。
2009-11-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
Magnetic diffusion and interaction effects on Ultrahigh Energy Cosmic Rays: protons and nuclei
到达地球的超高能宇宙射线的通量受到与宇宙辐射背景以及沿其轨迹存在的磁场的相互作用的影响。我们结合SimProp宇宙射线传播代码与一个例程，允许帐户的平均影响的湍流磁场上的粒子的传播方向。我们用这种方法计算了由于磁视界效应而对原始核和由原始核的光致衰变而产生的次级核的谱的修正。我们还提供了衰减效应的解析参数化，作为磁场参数和宇宙射线源的密度的函数，这使得有可能获得预期的光谱中存在的磁场从光谱中，将获得在没有磁场。具有有限密度的源的分布的离散性质也影响在最高能量的宇宙射线的光谱，其中通量被抑制，由于与辐射背景的相互作用，并获得这些影响的参数化。
2021-09-07 astro-ph.HE
Enhancing the Relative Fe-to-Proton Abundance in Ultra-High-Energy Cosmic Rays
我们研究了超高能宇宙线（UHECR）现象学的一个通用类的模型，其中的源加速质子和原子核的幂律谱具有相同的指数，但具有不同的值的最大质子能量，分布根据幂律。我们表明，足够低的能量比最大质子能量，这样的模型是等效的单型源模型，具有较大的有效幂律指数和较重的成分在源。我们计算得到的核丰度的增强，并找到一个典型的值的因子2-10的Fe核。在最高能量下，重核增强比变得更大，并且还必须考虑源的粒度。我们的结论是，必须考虑的最大能量源之间的分布的影响，以了解的能量谱和组成的UHECR，在地球上测量。
2011-11-07 astro-ph.HE
Evaluations of uncertainties in simulations of propagation of ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei derived from microscopic nuclear models
本研究利用密度泛函理论的无规相位近似（RPA）计算光核反应截面，评估其在UHECR核传播模拟中带来的不确定性，发现相关差异可能超过能谱统计和观测数据的不确定性。
2023-05-25 astro-ph.HE nucl-th
Analytic calculations of the spectra of ultra-high energy cosmic ray nuclei. I. The case of CMB radiation
本文系统地研究了超高能核扩散谱的各种解析计算方法。在星系际空间中传播的核，由于与宇宙微波背景和河外背景光的相互作用，会发生光致衰变，降低其洛伦兹因子。我们计算了原子质量数$A$和洛伦兹因子$Γ$随红移$z$的后向时间演化轨迹。比较了三种光谱计算方法：{ \it（i）}轨迹法、{ \it（ii）}动力学方程结合轨迹法和{ \it（iii）}耦合动力学方程法。我们相信，这三种方法至少穷尽了问题的任何解析解的主要可能性。在最直接的方法{ \it（i）}中，仅使用轨迹计算来将观测到的核通量与初级（加速）核$A_0$的产生率联系起来。在第二种方法{ \it（ii）}中，借助于动力学方程计算了初级核、次级核和质子的通量（空间密度），而轨道仅用于确定这些核的产生率。第三种方法{ \it（iii）}包括求解完整的耦合动力学方程组，从初级核$A_0$开始，然后对于$A_0-1$等，直到感兴趣的$A$。前一个方程的解给出了下一个方程的生成率。所有方法的计算的一个重要元素是系统地使用洛伦兹因子而不是能量。这里考虑原子核只与宇宙微波背景相互作用的情况，这种情况特别适合于理解物理结果。
2012-07-28 astro-ph astro-ph.CO astro-ph.HE
Propagation of Ultra-High-Energy Cosmic Ray Nuclei in Cosmic Magnetic Fields and Implications for Anisotropy Measurements
皮埃尔俄歇天文台（PAO）的最新结果表明，能量高于$10^{19}$ eV的超高能宇宙线（UHECR）的成分可能由重核主导。一个重要的问题是，这种UHECR核的到达方向的分布是否可以表现出可观察到的各向异性或与它们的天体物理源对象的位置相关性，尽管通过干预磁场预期的强偏转。为此，我们模拟了UHECR核的传播，包括河外磁场和银河系磁场的模型。假设只有铁核稳定地从具有相等亮度的源注入，并且根据观测到的局部宇宙中的大尺度结构在空间上分布，在PAO迄今公布的事件数量下，如果UHECR源的平均数密度为$n_s >~ 10^{-6}$ Mpc $^{-3}$，并且与$n_s >~ 10^{-5}$ Mpc $^{-3}$在95%误差内与源无交叉相关一致。另一方面，在整个天空中有1000个高于$5.5 \times 10^{19}$ eV的事件，下一代实验可以揭示即使对于$n_s <~ 10^{-3}$ Mpc $^{-3}$也具有超过99%概率的自相关，并且对于$n_s <~ 10^{-4}$ Mpc $^{-3}$具有超过99%概率的与源的交叉相关。此外，我们发现，半人马座A的贡献是需要重现目前观察到的超UHECR在半人马座地区。初级重核在传播过程中产生的次级质子在所有情况下都起着至关重要的作用，如果重核的最大能量足够高，那么在小角度尺度上产生的各向异性应该提供源位置的强烈暗示。
2012-02-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the synthesis of heavy nuclei in protomagnetar outflows and implications for ultra-high energy cosmic rays
有人认为，强磁化和快速旋转的质子中子星（PNS）可能会产生起源于恒星核心坍缩的长持续时间的伽马射线暴（GRB）。我们探讨的稳态特性和重元素核合成中微子驱动的风从这样的PNS的磁轴一般是不对准的旋转轴。我们考虑了各种各样的中央引擎的性能，如表面偶极子场强度，初始旋转周期和磁共振显示，重元素核可以在径向膨胀风合成。这个过程是促进提供的流出是坡印廷通量占主导地位，使其低熵和快速膨胀的时间尺度，使重核形成一个更有效的方式相比，等效的热伽玛射线暴流出。我们还研究了这些重核的加速和生存，并表明它们可以达到足够高的能量$\gtrsim 10^{20}\ {\rm eV}$在相同的物理区域，也负责供电的伽马射线发射，主要是通过磁耗散过程。虽然这些磁化的流出物通常不能实现比镧系元素更重的元素的生产，我们探索的电子分数范围为0.4-0.6，我们表明，它们是超过能够合成核附近和超出铁峰值元素。
2022-07-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
