Discovery of large-scale radio emission enveloping the mini-halo in the most X-ray luminous galaxy cluster RX~J1347.5-1145
本研究通过MeerKAT和uGMRT多频观测，在星系团RXJ1347.5-1145中确认了包裹迷你晕的大尺度射电晕，并揭示两者形成机制不同，晕符合湍流模型。
2025-02-13 astro-ph.HE
A low-frequency radio halo survey of the South Pole Telescope SZ-selected clusters with the GMRT
通过对兆秒差距（Mpc）尺度的漫射电同步辐射的探测，可以发现团内介质（ICM）中存在非热电子和大尺度磁场。虽然在过去的十年里，在寻找新的弥散射电源方面取得了重大进展，但大多数研究都局限于大规模的低红移星系团。在这项工作中，我们探讨集群的红移$z>0.3$在寻找弥漫的无线电发射，在325兆赫的巨型米波射电望远镜（GMRT）。这一活动导致发现了2个新的无线电晕（SPT-CL J 0013 -4906和SPT-CL J 0304 -4401），以及文献中先前报告的其他2个探测（SPT-CL J2031-4037和SPT-CL J2248-4431）。此外，我们在我们的样品中的1个簇中检测到晕候选者，并且晕的上限被放置在没有检测到扩散发射的8个簇中。在$P_{1.4} - L_\mathrm{X}$平面，检测到的晕遵循观察到的相关性，而上限位于相关线之上，表明未来检测灵敏的观测的可能性。
2020-11-03 astro-ph.HE
Conservative Constraints on Dark Matter from the Fermi-LAT Isotropic Diffuse Gamma-Ray Background Spectrum
我们研究了费米伽马射线空间望远镜上的大面积望远镜对各向同性漫射伽马射线背景的测量对弱相互作用大质量粒子（WIMP）候选暗物质湮灭成各种标准模型终态的终态辐射的约束。预期的各向同性扩散信号从暗物质湮灭有贡献的本地银河系（MW）以及河外暗物质。来自MW的信号对所采用的晕的暗物质轮廓非常不敏感，并且主导来自河外晕的信号，该信号对晕质量函数的低质量截止敏感。对于低晕质量的生存截止和银河系和河外组分的子结构增强因子，我们采用保守的模型，只考虑初级末态辐射。这提供了强大的约束，达到热生产横截面的低质量WIMP湮灭成强子模式。我们还重新分析限制HESS观测银河脊地区使用保守的模型的暗物质晕配置文件。当与HESS约束相结合时，各向同性扩散谱排除了基于暗物质湮灭为两个轻子末态的PAMELA正电子过剩的所有解释。通过新的中间态湮灭成四个轻子，虽然受到数据的限制，但并不排除。
2010-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The diffuse radio filament in the merging system ZwCl 2341.1+0000
在一些星系团中，存在着弥散的非热辐射，与任何单个星系都没有明显的联系。这些源已被确定为遗迹，迷你晕，晕根据其性质和相对于集群中心的位置。此外，在少数情况下，已经报告了存在的弥漫性无线电发射不确定的集群，但与大规模的附属区。本工作的目的是观察和讨论存在于星系ZwCl 2341.1+0000的复杂合并结构中的漫射射电辐射。我们已经获得了VLA观测在1.4 GHz的扩散发射的深射电图像。低分辨率VLA图像显示了与最大尺寸= 2.2 Mpc的复杂合并区域相关的弥散无线电发射。除了先前报道的外围射电辐射，被归类为双重遗迹，漫辐射检测沿星系的光学灯丝。这里讨论的巨型射电源表明，磁场和相对论粒子也存在于星系结构中。可能的替代方案有：一个巨大的射电晕在两个对称的遗迹之间，或者两个星团的合并都拥有一个中央射电晕。
2010-01-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Characterization of Dark-Matter-induced anisotropies in the diffuse gamma-ray background
费米-LAT合作最近报告了在1至50 GeV之间的漫射伽马射线背景中检测到高于光子噪声水平的角功率。这样的信号可以用来限制来自暗物质诱导光子的可能贡献。我们估计的强度和角功率谱（APS）的潜在的暗物质（DM）的信号，为衰减和湮灭的DM候选人，通过构建模板的全天空伽玛射线图中产生的发射的星系晕及其子结构，以及在河外（子）晕。DM分布是由最先进的宇宙结构形成的N体模拟给出的，即银河系外（子）晕的千禧-II和星系晕及其子晕的宝瓶座。我们使用一种混合外推法来解释低于模拟分辨率极限的（子）结构，使我们能够估计到最小自约束晕质量的总发射。我们详细描述了我们的模板地图的APS中出现的功能，我们估计各种不确定性的影响，如最小晕质量的值，在晕中托管的子结构的分数和DM密度分布的形状。我们的研究结果表明，DM诱导的发射的波动APS是相同的顺序的费米-LAT APS，这表明人们可以从与测量的各向异性的比较约束这种假设的发射。我们还量化了影响我们的结果的不确定性，发现“理论误差带”跨越两个以上的数量级和占主导地位的（对于一个给定的粒子物理模型），我们缺乏知识的丰富的低质量（子）晕。
2012-07-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Contribution to diffuse gamma-ray emission coming from self-confined CRs around their Galactic sources
最近对费米-LAT卫星的银河系弥散伽马射线发射的观测表明，与假设整个银河系宇宙射线（CR）具有相同扩散特性的模型存在显著偏差。我们探讨的可能性，这种弥漫的银河系发射的一小部分可能是由于强子相互作用的CRs自我封闭在其来源周围的区域。事实上，扩散离开加速区域的新加速的CR可以触发能够放大磁扰动并减少粒子扩散的流动不稳定性。当这种情况发生时，CR被捕获在近源区域的时间比预期的长，并且在每个源周围产生扩展的伽马射线晕。在这里，我们计算了由于其中几个扩展晕沿视线重叠而对漫射伽马射线背景的贡献。我们发现，如果中性粒子的密度是低的，晕可以占费米-LAT观察到的漫发射的相当大的一部分，这取决于相对于银河系中心的方向的视线的方向。
2017-08-16 astro-ph.HE
The observed impact of galaxy halo gas on fast radio bursts
星系团和星系群存在于充满弥漫气体的暗物质晕中。扩散气体占晕内重子物质质量的80%（1，2），但由于其密度低（粒子数密度为$\lesssim10^{-4}$ \，cm $^{-3}$）和温度高（大多数大于$10^{6}$ \，K），很难探测到。本文利用河外快速射电暴（FRB）的色散测度（DM）分析了与邻近星系相关的扩散气体的影响。FRB DM提供沿其视线的总电离气体含量的直接测量。在CHIME/FRB目录1（3）中的474个遥远FRB样本中，我们确定了一个可能与本地宇宙（$<40$ \，Mpc）中星系暗物质晕相交的事件子集。与银河系相交的FRB的平均DM大于不相交的DM，概率为$>0.99$，多余DM为$>90$ \，pc\，cm $^{-3}$，置信度为$>95\%$。这个过剩比孤立星系周围的扩散气体预期的要大，但可能是由星系群周围的气体（包括本星系群）的额外贡献所解释的。这一结果证明了FRB的预测能力，可用作暗物质晕扩散气体含量的灵敏、独立于模型的测量（4-7）。
2022-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The ultra-steep diffuse radio emission observed in the cool-core cluster RX J1720.1+2638 with LOFAR at 54 MHz
星系团中心的弥散射电辐射在Mpc尺度的合并星系团中被观测到，称为巨射电晕，在较小尺度的具有冷核的松弛系统中被观测到，称为迷你晕。巨型射电晕和小型射电晕被认为是不同类型的源。然而，最近的观测表明，在没有表现出强烈动力学活动的星团中存在Mpc尺度的弥散射电辐射。RX J1720.1+2638是一个冷核星团，呈现出明亮的中央迷你晕和较暗的扩散，陡峭的光谱发射延伸到星团核心之外，类似于巨大的射电晕发射。在本文中，我们提出了新的观察LOFAR低波段的天线（LBA）在54 MHz。这些观测结果，结合更高频率的数据，使我们能够限制无线电发射的光谱特性。大尺度辐射呈现出超陡的$α_{54}^{144}\sim3.2$谱。星团核心内外的射电辐射有着严格不同的性质，因为光谱指数有净变化，它们遵循不同的射电X射线表面亮度相关性。我们认为，大规模的漫发射是由粒子的再加速后，一个小的合并。而对于中心的小晕，我们认为它可能是由相对论性核与致密冷核气体的强子相互作用产生的次级电子和正电子，作为再加速模型的替代。
2021-10-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Extended GMRT Radio Halo Survey I: New upper limits on radio halos and mini-halos
一小部分星系团拥有分散的射电源，称为射电晕、射电遗迹和迷你晕。我们提出的样本和第一个结果，从扩展的GMRT无线电晕调查（EGRHS）-扩展的GMRT无线电晕调查（GRHS，文丘里等。2007年，2008年）。这是一个系统的射电巡天的星系团选自反射和eBCS X射线目录。本文分析了12个星系团在610/ 235/ 325 MHz的巨磁共振观测数据。我们报告在610 MHz的集群RXJ1532.9+3021中检测到一个新发现的迷你晕。在星团Z348中怀疑有一个小规模的遗迹（约200千秒差距）。我们没有检测到集群规模的扩散发射在11个集群。确定了检测1兆秒差距大小的射电晕的鲁棒上限。我们还提出了上限的检测的小晕在一个子样本的冷核心集群。在射电功率-X射线光度平面上绘出了射电晕和小晕的上限，并讨论了它们之间的相关性。扩散扩展发射，不相关的目标集群，但作为副产品中的两个集群领域（A689和RXJ0439.0+0715）的敏感图像检测报告。基于关于射电晕存在的信息（或上限），在67个集群（EGRHS+GRHS）的总样本中的48个集群上可用，我们发现~23%的集群有射电晕。当只考虑X射线光度>8x10^44 erg/s的星团时，射电晕的比例上升到31%。在大约50%的冷核星系团中发现了小晕。定性检查的X射线图像的集群没有弥漫性的无线电发射表明，这些集群中的大多数不显示极端的动态干扰，并支持合并发…
2013-06-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
20 GeV halo-like excess of the Galactic diffuse emission and implications for dark matter annihilation
The University of Tokyo（东京大学）
研究通过分析费米卫星数据发现20 GeV伽马射线过剩，可能由暗物质湮灭引起，粒子质量约为0.5-0.8 TeV，横截面显著高于现有上限。
2025-11-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Baryonic Halos of Elliptical Galaxies: Radial Distribution of Globular Clusters and Diffuse Hot Gas
对于一个样本的9个充分研究的巨型椭圆星系，我们比较了投影径向分布的红色和蓝色的球状星团（GC）的子人口与他们的宿主星系恒星和X射线表面亮度配置文件。我们支持以前的研究结果，红色（富含金属）GC的表面密度分布如下的宿主星系星光。我们发现蓝色GC表面密度的外斜率和星系X射线发射之间有很好的一致性。投影径向轮廓的这种重合可能是由于蓝色GC和X射线发射热气体在平衡时共享相同的引力势。当去投影时，X射线发射热气体具有径向密度依赖性，其是GC密度的平方根。我们进一步表明，每单位质量的蓝色GC的能量大约是一半的热气体。
2012-05-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Insights from LHAASO and IceCube into the origin of the Galactic diffuse TeV--PeV emission
通过比较LHAASO和IceCube观测，结合脉冲星晕建模，证明轻子成分贡献可解释银河系弥散TeV--PeV伽马射线发射超出，并符合银河经度分布。
2024-03-15 astro-ph.HE
Diffuse Radio Emission from Galaxy Clusters in the LOFAR Two-metre Sky Survey Deep Fields
低频射电观测揭示了越来越多的来自星系团的弥散同步辐射源，主要以射电晕或射电遗迹的形式出现。这种扩散同步辐射的存在表明存在相对论粒子和磁场。究竟是什么机制导致了相对论性电子的布居驱动了这种同步辐射，这仍然是一个悬而未决的问题。LOFAR两米巡天深场为这一问题提供了独特的视角。达到低于30 $μ$ Jy/束的噪声水平，这些是在144 MHz的低频下获得的最深图像。本文介绍了LOFAR深场首次数据发布中对星系团漫发射的研究。我们在一个质量估计为$M_{500} = 3.3_{-1.7}^{+1.1} \times 10^{14} M_\odot.$的X射线探测到的$z=0.77$星系团中探测到一个新的高红移射电晕，其通量密度为$8.9 \pm 1.0$ mJy，相应的光度为$P_{144\mathrm{MHz}}=(3.6 \pm 0.6)\times10^{25}$ W Hz $^{-1}$。我们比较的结果之间的相关性晕光度和集群质量的无线电晕在文献中发现。这项研究是为数不多的发现低质量（$M_{500} < 5\times10^{14} M_\odot$）系统中的扩散发射，并表明，深低频观测的星系团的基本参数空间的一个新的部分，在星系团的非热现象的研究。
2020-11-16 astro-ph.HE
Constraints on diffuse X-ray Emission from the TeV halo Candidate HESS J1813-126
本文利用 Swift-XRT 对 TeV 晕候选体 HESS J1813-126 进行 X 射线同步辐射搜寻，未发现过量辐射并给出通量上限，表明其内部磁场未显著增强。
2025-04-11 astro-ph.HE
A New Perspective on the Diffuse Gamma-Ray Emission Excess
本研究提出新视角解释LHAASO观测的弥漫伽马射线超出，指出测量掩蔽区域未完全包含脉冲星风云/脉冲星晕的延展信号，通过双区扩散模型证明信号泄漏可解释大部分银河系平面的超出，且已知源泄漏与未解析源贡献应视为互补。
2024-08-26 astro-ph.HE
Diffuse γ-ray emission from self-confined cosmic rays around Galactic sources
在超新星遗迹冲击波中加速并逃离母遗迹的粒子的传播很可能是在一个强非线性区域进行的，这是由于在源附近通过流动不稳定性激发的阿尔文波的有效自我生成。根据超新星爆炸地点周围区域中存在的中性氢的数量，宇宙射线可能在同一区域积累相当可观的克重，并在不可忽略的时间内自我约束，这反过来又导致了秒的产生率提高。在这里，我们计算了由于自限宇宙射线引起的π介子产生，这些扩展晕中的几个沿视线重叠而对漫射伽马射线背景的贡献。我们发现，如果中性粒子的密度是低的，晕可以占费米-LAT观察到的漫发射的很大一部分，这取决于相对于银河系中心的方向的视线的方向。
2017-10-30 astro-ph.HE
Diffuse radio emission from non-Planck galaxy clusters in the LoTSS-DR2 fields
通过对射电同步辐射源的探测，证实了团内介质中存在大尺度磁场和超相对论电子。由于其陡峭的频谱性质，这些源很少在几GHz以上的频率被检测到，特别是在低质量系统中。本研究的目的是在低质量星系团中发现和探测弥散射电源，以了解它们的起源及其与主星系团性质的关系。我们在低频阵列（LOFAR）两米巡天-数据发布2（LoTSS-DR 2）字段中搜索低质量星系团的星系团尺度无线电发射。我们利用现有的光学（阿贝尔，DESI，WHL）和X射线（comPRASS，MCXC）目录。对LoTSS-DR 2数据进行了进一步处理，以提高用于检测和表征扩散源的图像质量。我们在28个星系团中探测到了弥散射电辐射。已确认（候选）光环和遗物的数量分别为六（七）和十（三）。其中，11个晕和10个遗迹，包括候选者，是LOFAR新发现的。除此之外，在有尾射电星系中检测到五个漫射源，它们可能与主星系团形成过程中的合并有关。我们无法对其他13个扩散源进行分类。我们比较我们新检测到的，扩散源已知的来源，将它们的无线电功率和主机集群的质量之间的比例关系。
2022-06-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Using diffuse radio emission in clusters of galaxies to probe the cosmic web, cosmic rays and dark matter
漫射射电源的研究对于我们了解星系团的物理条件以及大尺度磁场在相对论粒子在团内介质（ICM）中传播中所起的作用是必不可少的。由于耗散过程，ICM的热等离子体包含无用的信息的结构和CR的形成。这种过去和现在的信息是由它的非热辐射完整地携带的，这种非热辐射是由高度相对论性的粒子在大尺度磁场中螺旋运动引起的。漫射射电辐射与活动星系核现象无关，也没有光学对应物。相反，它与ICM相关，其特征在于陡峭的频谱。低表面射电亮度特征被认为是通过相对论电子的残余群体的再加速或与ICM的质子-质子碰撞形成的。漫射射电源通常分为“遗迹”、“晕”、“迷你晕”和“射电幽灵”。我们用67个红移为0.02 < z < 0.1的邻近星系团的样本来研究漫射射电辐射与大尺度结构（宇宙网）、暗物质（DM）和宇宙射线（CR）之间的关系。我们的样本的集群在低红移包含地区的无线电流量低于Jy水平是非常适合的DM的研究。DM晕可以显著地有助于在低亮度下的源的计数。我们报告正在进行的工作。
2013-09-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Archetypal Ultra-Diffuse Galaxy, Dragonfly 44, is not a Dark Milky Way
由于超漫射星系（UDG）的特殊性质，了解它们的起源是一个重大挑战。先前的X射线研究表明，大部分UDG缺乏大量的X射线发射，这意味着它们存在于低质量的暗物质晕中。这一结果与其他观测和理论研究相一致，指出大多数UDG属于矮星系。然而，UDG的一个子集被认为拥有大量的球状星团（GC），这表明有大量的暗物质晕。这反过来暗示了一些UDG可能是失败的$L_{\star}$星系。在这项工作中，我提出了钱德拉和XMM-牛顿观测两个原型的UDG，蜻蜓44和DF X1，我限制他们的暗物质晕质量的基础上的X射线发射来自热气体排放和人口的低质量X射线双星居住在GC。Dragonfly 44和DF X1在X射线中均未检出。X射线发射的上限排除了这些星系存在于大质量（$M_{\rm vir} \gtrsim 5\times10^{11} \ \rm{M_{\odot}}$）暗物质晕中的可能性，这表明它们不是失败的$L_{\star}$星系。这些结果表明，即使这些标志性的UDG类似于矮星系与$M_{\rm vir} \lesssim 10^{11} \ \rm{M_{\odot}}$，这意味着UDG代表一个单一的星系人口。
2020-09-23 astro-ph.GA astro-ph.HE
Deciphering the ultra-steep spectrum diffuse radio sources discovered in the cool-core cluster Abell~980
星系团是研究星系核中重复发生的核活动的极好实验室，因为它们的热气体介质可以通过更好的约束大大延长它们的射电瓣的可探测性。我们在这里报告的多波段研究的稀疏研究星系团阿贝尔980，我们的分析的基础上，{ \it{Chandra} } X射线和GMRT（150和325 MHz）和EVLA（1.5 GHz）无线电档案数据，揭示了异常丰富的现象。它被证明是一个准弛豫的集群与冷核心（$T\sim4.2$ keV）周围的热和广泛的集群内介质（ICM）在$T\sim6.8$ keV。射电辐射表现出丰富的多样性，有（i）两个大的超陡谱（USS）扩散源，延伸到ICM的相对末端，每个都与X射线亮度不连续性有关（冷锋），（ii）与中心BCG重合的$\sim55$ kpc大小的明亮射电双星，以及（iii）漫射射电源，可能是一个小晕，大小为$\sim110$ ~kpc的BCG周围，拥有一个巨大的椭圆形恒星晕，范围为$\sim 80$ ~kpc。冷锋与两个高年龄（~ 2.6亿年）的USS源在一个冷核心集群的协会，使它成为一个非常罕见的系统。这些USS源可能是来自BCG中先前喷射活动的无线电波瓣，被无情地推向X射线晕的外围，从而产生冷锋。该星系团更深层次的射电图像可能提供了一个难得的机会来验证最近提出的替代模型，该模型将射电迷你晕解释为I型超新星在延伸到星系团核心的巨大恒星晕中发生的聚集射电发射。
2022-06-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A diffuse bubble-like radio-halo source MRC 0116+111: imprint of AGN feedback in a low-mass cluster of galaxies
我们提出了详细的观测MRC 0116+111，揭示了一个明亮的，迷你无线电晕的直径约240千秒差距位于中心的星系团在红移z = 0.131。我们的光学和多波长GMRT和VLA射电观测揭示了一个非常不寻常的射电源：显示了一对巨大的（直径约100 kpc）气泡状漫射结构，这比在M87中观察到的类似扩展射电发射大三倍-M87是室女星系团中占主导地位的中央射电星系。然而，在MRC 0116+111中，我们没有探测到任何正在进行的活动星系核（AGN）活动，例如致密的核心或活跃的射电喷流为等离子体气泡提供能量。射电发射相对论粒子和磁场很可能是由一对起源于中央cD星系活动星系核的射电喷流在过去播下的种子。位于离星团中心约100千秒差距的西北方气泡的高频无线电频谱非常陡峭，表明辐射损失，可能是因为已经分离，它正在迅速上升并远离假定的热星团内介质。另一个气泡，更接近星团中心，显示出正在进行的粒子再加速的迹象。我们估计，使这两个气泡膨胀的射电喷流也可能向星团内介质提供了足够的能量，以创造一个巨大的空腔和激波阵面系统，并从活动星系核中驱动大量外流，这可能会抵消甚至淬灭冷却流。因此，这个来源提供了一个很好的机会，了解在热集群大气中的无线电射流膨胀等离子体气泡的能量和动力学演化。
2009-07-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Large-scale diffuse radio emission from clusters of galaxies and the importance of low frequency radio observations
星系团中非热成分的存在现在已经清楚地确定了。研究了几个星系团的团内介质（ICM）的射电散射辐射，其表现形式为射电晕和遗迹。这些辐射是来自与热气体混合的相对论电子群的同步辐射，并通过微高斯湍流磁场扩散。射电晕无疑是星团非热活动的最有趣的证据，了解其起源是ICM物理学最有趣的问题之一。我回顾了在过去几年中获得的观测和理论结果，并讨论了影响目前（如GMRT）和未来的低频射电望远镜（LOFAR，LWA）在我们的理解非热现象的星系团。
2009-02-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Extragalactic diffuse gamma-rays from dark matter annihilation: revised prediction and full modelling uncertainties
最近的高能量数据从费米-LAT的弥漫伽马射线背景已被用来设置之间的最佳约束湮灭TeV冷暗物质的候选人。为了评估这些限制的鲁棒性，我们重新审视和更新的各向同性河外伽玛射线强度的计算从暗物质湮灭。质量为$\geq10^{10}\,M_{\odot}$的晕的发射提供了预测强度的鲁棒下限。包括较小的光晕（其性质是从其较高质量的对应物推断的）在内的强度通常高5倍，而来自subhalos的增强产生额外的因子~1.5。我们还对所有成分的不确定性进行了排名，并为它们提供了详细的误差预算。总的来说，我们的基准强度比Fermi-LAT合作在其最新分析中得出的基准强度低5倍。这表明对河外暗物质湮灭的限制可以放宽相同的系数。我们还计算了自相互作用的暗物质在大质量晕的预期强度，并发现发射减少了3倍相比，无碰撞对应。CLUMPY代码的下一个版本将提供所有必要的工具来重现和简化未来对该预测的改进。
2018-02-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
