Impact of Parameters in the Blazar Jet Magnetic Field Model on Axion-Like Particle Constraints
本研究利用 MAGIC 和 Fermi-LAT 观测数据，通过单区同步自康普顿模型进行多波段拟合，推导 blazar 喷流磁场参数，并探讨其对 axion-like particle 约束的影响。
2024-07-29 astro-ph.HE hep-ph
Search for decaying eV-mass axion-like particles using gamma-ray signal from blazars
质量在eV范围内的衰变类轴子粒子（ALP）可能占据银河系和其他星系的暗物质晕，在河外背景光（EBL）光谱中产生特征性的“凸点”特征。这一特征在遥远的河外源的伽马射线光谱上留下了印记。我们推导出的ALP耦合到光子的光谱分析的基础上，非常高的能量伽玛射线大声耀变体的约束。我们结合费米/LAT和切伦科夫望远镜的伽马射线光谱测量，并拟合一个模型，在该模型中，通过对ALP衰变产生的光子的产生来修改固有源光谱。我们通过这种效应来限制伽马射线通量抑制的幅度。我们发现，结合费米/LAT和VERITAS数据集的源1 ES 1218+304目前提供了最严格的约束ALP-双光子耦合，这是互补的约束所施加的非观测的额外的能量损失的水平分支星，高分辨率光谱观测的星系团的光学望远镜和搜索ALP信号的欧洲核子研究中心太阳轴子望远镜。我们的分析有利于在EBL谱中存在一个凸起，这可能是由质量范围为2-3 eV的ALP和$\sim 10^{-10}$ GeV $^{-1}$的轴子光子耦合产生的。我们讨论了验证这一提示的可能性与更深的切伦科夫望远镜观测大量的耀变体与当前一代仪器和切伦科夫望远镜阵列。
2019-11-29 astro-ph.HE hep-ph
Searching for Axion-Like Particles with the Blazar Observations of MAGIC and Fermi-LAT
利用大型大气伽玛成像切伦科夫望远镜（MAGIC）和费米大天区望远镜（Fermi-LAT）高精度测量了耀变体Markarian 421（Mrk 421）和PG 1553+113的$γ$射线谱，研究了类轴子光子振荡效应.我们调查的约束ALP参数空间使用Mrk 421和PG 1553+113的15和5个阶段的观察，分别。我们发现，与所有15个阶段的组合分析提高了Mrk 421观测的限制。由Mrk 421观测设定的组合限制排除了ALP参数区域，其中对于$\sim 8\times 10^{-9}\, {\rm eV} \lesssim m_a \lesssim 2\times 10^{-7}\rm \, eV$的ALP质量为95% $\rm C.L.$，具有$g_{aγ} \gtrsim 2 \times 10^{-11} \, \rm GeV^{-1}$的ALP-光子耦合。我们还发现，ALP假设可以略微改善某些参数区域中对PG 1553+113结果的拟合，并且在这种情况下不设定限制。
2022-01-07 astro-ph.HE hep-ph
Relevance of photon-photon dispersion within the jet for blazar axionlike particle searches
类轴子粒子（ALP）可以在天体物理磁场的存在下与光子混合。在耀变体的伽马射线观测中寻找这种效应提供了迄今为止对ALP参数空间的一些最强约束。以前，光子-光子色散的伽马射线的CMB已被证明是重要的这些计算，并普遍包括在ALP光子混合模型。在这里，我们评估的影响，分散关闭其他光子领域内的耀变体（产生的吸积盘，宽线区域，尘埃环，星光，和同步加速器场）通过建模的喷流和场的平谱射电类星体3C454.3和传播的ALP通过模型与和没有充分的色散计算。我们发现，全色散计算可以强烈影响混合，特别是在能量超过100 GeV -往往降低ALP光子转换概率。这可能对未来计划的搜索产生影响，例如，切伦科夫望远镜阵列，特别是那些寻找宇宙在最高能量下降低不透明度的望远镜。
2021-12-15 astro-ph.HE
Relevance of jet magnetic field structure for blazar axionlike particle searches
许多超越粒子物理学标准模型的理论都预言，在存在磁场的情况下，类轴子粒子（axionlike particles，ALP）会与光子混合。寻找ALP的一个突出的间接方法是寻找天体物理磁场中ALP-光子混合引起的耀变体伽马射线光谱中的不规则性。这需要对地球和耀变体之间的磁场进行建模。到目前为止，只使用了非常简单的blazar喷流磁场模型。在这里，我们调查更复杂的射流磁场配置对这些光谱的不规则性的影响，通过强加一个磁场结构模型到射流模型提出的Potter和Cotter。我们用ALP模拟了Mrk 501的γ射线谱，并将其拟合到无ALP谱，扫描ALP和B场配置参数空间，表明喷流可以是一个重要的混合区域，能够探测$m_a\sim$ 1-1000 neV和$g_{aγ}\gtrsim$ $5\times10^{-12}$ GeV $^{-1}$周围的新ALP参数空间。然而，磁场结构的合理（即与观察一致）变化可以对混合具有很大的影响。对于高度磁化的团簇中的射流，团簇中的混合可以胜过射流中的混合。这意味着在Perseus集群中使用混合的当前约束仍然有效。
2021-01-11 astro-ph.HE
Hint at an axion-like particle from the redshift dependence of blazar spectra
我们认为，最大的观测样本，包括所有的中频峰值（IBL）和高频峰值（HBL）耀斑超过100 GeV的红移$z = 0.6$。我们发现，发射光谱指数$Γ_{\rm em} (z)$的最佳拟合回归线是一个凹抛物线减少$z$增加，从而意味着$\{Γ_{\rm em} (z) \}$分布和$z$之间的统计相关性。这一结果与我们的期望相矛盾，即这种分布应该是$z$独立的。我们认为，上述相关性并不产生任何选择偏差。我们表明，我们的期望自然出现的条件下，类轴子粒子（ALP）被放入游戏。此外，ALP还可以解释为什么平谱射电类星体发射高达400 GeV的能量，这与传统物理学形成了鲜明的矛盾。因此，两个非常不同但一致的结果的结合-从表面上看-导致了一个ALP的暗示，其质量为$m = {\cal O} (10^{-10} \, {\rm eV})$，双光子耦合在$2.94 \times 10^{- 12} \, {\rm GeV}^{- 1} < g_{a γγ} < 0.66 \times 10^{- 10} \, {\rm GeV}^{- 1}$范围内。额外的好处是，在能量$E \gtrsim 1 \, {\rm TeV}$之上，宇宙将变得比传统物理学所规定的要透明得多。我们的预测不仅可以通过新一代的天文台，如CTA，HAWC，Gamma-400，LHAASO，TAIGA-HiSCORE和HERD进行…
2020-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Search for the imprint of axion-like particles in the highest-energy photons of hard $γ$-ray blazars
在标准模型之外的理论中预测的类轴子粒子（ALP）可以在磁场存在的情况下对宇宙对$γ$射线的透明度产生观测效果。在这项工作中，我们寻找兼容的影响与存在的ALP与80个月的数据从${\it Fermi}$大面积望远镜，通过比较观察到的最高能量的光子从源超出红移z $\geq$ 0.1与理论预测的ALP的存在下的分布。我们没有发现证据增加$γ$ -射线的透明度，由于ALP，因此，我们设置限制的ALP参数假设值的星系际磁场强度为1 nG。对于ALP质量$m_{a}$ $\lesssim3.0$ neV，排除了高于$10^{-11}$ GeV $^{-1}$的光子-ALP耦合。这些限制排除了其他$γ$射线望远镜未覆盖的参数空间区域，并且与其他实验所施加的约束兼容。
2020-10-28 astro-ph.HE
Testing CIBER cosmic infrared background measurements and axionlike particles with observations of TeV blazars
来自CIBER实验的河外背景光（EBL）在近红外（NIR）波段的第一次测量显示出比通过$γ$射线观测推断的更高的强度。最近的理论EBL强度通常与非常高的能量（VHE）$γ$ -射线观测一致。然而，过量的近红外辐射可能是EBL的一个新的组成部分，并且与遥远的耀变体的TeV光谱没有张力，因为假设的类轴子粒子（ALP）可能导致VHE $γ$射线的宇宙不透明度降低。为了探讨过剩成分是否主要来自EBL，用理论EBL（Gilmore）、Gilmore的包含光子/ALP耦合的EBL模型、Gilmore的包含CIBER过剩的EBL模型和Gilmore的包含光子/ALP耦合的EBL模型四种理论谱分别拟合了10个TeV BL Lac天体的13个高能VHE观测谱。我们发现，考虑光子/ALP耦合后，CIBER过量模型的拟合优度得到了显著提高，达到了$7.6~σ$的显著性，说明ALP/光子混合机制可以有效地缓解张力;然而，Gilmore EBL模型，总的来说，与ALP模型相比，与观察到的光谱更相容，尽管个别的耀变体，如PKS 1424+240和1 ES 1101-232更喜欢ALP模型。我们的研究结果表明，最近的EBL模型可以单独解释VHE $γ$ -射线的观察，并假设存在的ALP，以减轻张力是不需要在统计意义上，因此超过EBL模型是不太可能是一个新的EBL组件。
2021-07-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploring Constraints on Axion-like Particles with the Observations for blazar Mrk 501
针对耀变体 Mrk 501，该研究结合轻子与强子发射情景及两类喷流磁场模型，利用 MAGIC 和 Fermi-LAT 能谱约束 ALP 参数，发现强子模型给出更强限制。
2025-07-24 astro-ph.HE
A possible blazar spectral irregularity case caused by photon--axionlike-particle oscillations
我们报告了在blazar B 0516 $-$ 621的$γ$射线谱中检测到的线状特征，并对用机载大面积望远镜{ \it费米伽马射线空间望远镜（费米）}获得的数据进行了分析。该特征位于$\sim$ 7\，GeV，并进行不同的分析以检查其真实存在。我们确定它具有2.5- 3.0 $σ$的显著性，并谨慎地注意到数据中可能存在的系统性，这可能会降低显著性。这个假定的特征太狭窄，不能用耀变体喷流的辐射过程来解释。相反，它可能是一个信号，由于光子和轴状粒子（ALP）之间的振荡源的射流。我们用光子-ALP振荡模型对谱进行了拟合，发现ALP质量$m_a\leq 10^{-8}$，eV的参数空间和光子与ALP的耦合常数$g_{aγ}$ =1.16-$\times 10^{-10}$，$^{-1}$可以提供对谱线特征的拟合，而$γ$ -射线发射处的磁场固定在0.7G. $m_a$和$g_{aγ}$的范围与以前从几个实验或方法中获得的范围有矛盾，但另一方面与其他一些实验或方法一致。这种光谱特征的情况下，它可能指示ALP的存在，可以检查从其他blazar系统的类似研究，也建议努力建设未来的高能量设施，将具有高灵敏度和光谱分辨率搜索类似的功能的方向。
2021-07-20 astro-ph.HE
A machine learning approach to axion-like particle searches in CTAO observations of blazars
本文提出用机器学习分类器在 CTAO 的耀变体伽马射线能谱中识别 ALP-光子转换特征，并证明其与标准方法结果一致且覆盖范围略广。
2025-09-29 astro-ph.HE
Photons to axion-like particles conversion in Active Galactic Nuclei
光子可以在活动星系核内或周围转化为类轴子粒子（axion-like particles，ALPs）$γ\to a$，并在银河系磁场中再转化回光子$a \to γ$的观点于2008年提出，最近引起了越来越多的关注。然而，到目前为止，还没有人像现有知识所允许的那样仔细地估计转换概率$γ\to a$。我们的目标是填补这一空白。我们首先注意到，能在100 GeV以上探测到的活动星系核是耀变体，即带有喷流的活动星系核，其中一个喷流指向我们。此外，耀变体分为两个定义明确的类别：BL Lac对象（BL Lac）和平坦频谱射电类星体（FSRQ），具有截然不同的属性。在这封信中，我们报告了这两类耀变体内部的$γ\to a$转换概率的初步评估。我们的发现令人惊讶。事实上，虽然在BL Lac的情况下，由于强烈依赖于沿喷流的发射区域的有点不确定的位置和其中的磁场强度的值，转换概率被证明是完全不可预测的，但对于FSRQ，我们能够做出明确的预测。我们的研究结果是非常重要的计划非常高的能量光子探测器，如CTA，HAWK，伽马-400和HISCORE。
2015-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Hints of an axion-like particle mixing in the GeV gamma-ray blazar data?
类轴子粒子（Axion-Like Particles，ALP），如果存在于自然界中，在外部磁场的存在下，预期将与光子混合。与ALP发生强混合的光子的能量范围取决于ALP质量、其与光子的耦合以及外部磁场和粒子密度配置。最近费米伽马射线空间望远镜在0.1-300 GeV能量范围内对耀变体的观测表明，它们的光谱在1-10 GeV范围内出现了一个突变。我们已经模拟了平谱射电类星体3C454.3在其2010年11月爆发的光谱特征，假设一个显着的比例的伽马射线转换为ALP在大规模喷流的耀变体。使用理论激励模型的磁场和粒子密度配置在千秒差距尺度的射流，宽线区域外，我们发现一个ALP质量$m_a\sim (1-3)\cdot 10^{-7}$电子伏特和耦合$g_{aγ} \sim (1-3)\cdot 10^{-10}$ GeV $^{-1}$后，在四个不同时期的排放光谱数据进行说明性的统计分析。$m_a$和$g_{aγ}$的精确值弱地依赖于假设的粒子密度配置，并且与这些量的当前实验界限一致。我们应用这种方法和ALP参数从拟合3C454.3数据到另一个平谱射电类星体PKS 1222 +216（4C+21.35）的数据高达400 GeV，作为一致性检查，发现很好的拟合。我们发现，ALP光子混合效应的GeV谱可能不会被洗出任何合理的估计的星系际介质中的磁场。
2013-10-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Projected sensitivity of CTAO to axion-like particles from blazars with a machine learning approach
Dipartimento Interateneo di Fisica “Michelangelo Merlin”, Università degli Studi di Bari（巴里大学米开朗基罗·梅林跨校物理系）；INFN Sezione di Bari（意大利国家核物理研究所巴里分部）
利用CTAO模拟观测两个亮耀变体，通过似然比检验和机器学习分类器，估计对轴子类粒子参数空间的约束能力，表明CTAO能显著改进现有极限。
2026-06-12 astro-ph.HE
Electromagnetic cascade masquerade: a way to mimic $γ$--axion-like particle mixing effects in blazar spectra
上下文到目前为止，大多数关于河外γ射线传播的研究只考虑了初级γ射线吸收和绝热损失（“仅吸收模型”）。然而，越来越多的证据表明，这种模式过于简单，必须以某种方式加以修改。特别是，人们发现，从一些耀变体光谱的光学薄的能量范围外推的强度是不足以解释这些光谱的光学厚的部分。这种效应被解释为γ-类轴子粒子（ALP）振荡的指示。另一方面，有许多迹象表明，在一些耀变体的光谱中可能观察到由初级γ射线或核引发的电磁级联的次级分量。目的。我们研究了初级γ射线或质子的电磁级联对成像切伦科夫望远镜获得的耀变体光谱的物理解释的影响。方法.我们使用公开可用的代码ELMAG计算初级γ射线电磁级联的可观测光谱。对于原生质子的情况，我们发展了一种简单、快速和相当精确的混合方法来计算可观测谱。我们用不同的物理模型对观测到的谱能量分布进行拟合：仅吸收模型，“电磁级联模型”（对于初级γ射线的情况），以及几个版本的强子级联模型（对于初级质子的情况）。我们区分了以下几种强子级联模型：1）“基本强子模型”，假定质子束不受河外磁场的干扰，所有可观测到的γ射线都是由初级质子通过光强子过程产生的，随后发展成电磁级联
2017-02-16 astro-ph.HE
Comment on "Irregularity in gamma ray source spectra as a signature of axion-like particles"
D. Wouters和P.Brun在Phys.Rev.D86，043005（2012）中声称，在遥远的甚高能量耀变体的光谱中的可观察效应是由于在湍流的河外磁场存在下光子振荡成类轴子粒子（ALP）的结果。本评论的主要目的是证明这样的结果在物理上是不正确的。我们还表明，物理上正确的处理同一问题导致一个不太相关的结论，这使得WB指出的效果可能无法观察到与目前的能力。
2013-06-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Audible Axion Magnetogenesis: Linking Intergalactic Magnetic Fields and Gravitational Waves
Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）；Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）；Goethe University（歌德大学）
本文研究了轴子通过陷阱失配机制产生引力波和星系间磁场的关联，探讨了轴子与标准模型光子耦合在宇宙早期产生的超冷却效应及由此引发的引力波信号和磁场生成。
2026-05-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Extragalactic photon--axion-like particle oscillations up to 1000 TeV
类轴子粒子（Axion-like particles，ALP）正吸引着越来越多的兴趣，因为它们是基本粒子物理学标准模型的许多扩展，特别是超弦和超膜的预测。值得注意的是，取决于它们的参数空间的设置，它们强烈地增加了极高能带中的光子透明度。最近发现的光子色散的CMB需要一个实质性的修改以前的图片：这确实是本文件的目标。我们精确地计算了从一个耀变体到我们的光子存活概率，并绘制了7个模拟耀变体在不同$z$和4个模型参数值下的光子存活概率与观测能量的关系。我们的预测可以通过新一代的$γ$射线天文台进行测试，如CTA，HAWC，Gamma-400，LHAASO，TAIGA-HiSCORE和HERD。最后，对于我们推测的$m_a$和$g_{γγa}$值，我们的ALP可以在DESY的ALPS II升级、计划的实验IAO、STAX和ABRACADABRA以及其他技术中检测到。
2019-07-22 astro-ph.HE hep-ph
Importance of axion-like particles for very-high-energy astrophysics
标准模型的几个扩展预言了类轴子粒子（ALP）的存在，这是一种具有双光子耦合的非常轻的自旋零玻色子。ALP可以在甚高能天体物理学中产生可观测的效应。在大约100 GeV以上，可观测宇宙的视界随着能量的增加而逐渐缩小，这是由于光束光子从光学和红外波段的背景光子散射，产生了e+e-对。在大尺度磁场存在的情况下，耀变体发射的光子可以在到达地球的途中振荡成ALP，并在到达地球之前返回光子。由于ALP不与背景光子相互作用，因此光束光子的有效平均自由程增加，从而提高光子存活概率。虽然吸收概率随能量而增加，但光子ALP振荡与能量无关，因此与标准预期相比，存活概率随能量而增加。我们已经对这种效应进行了系统的分析，解释了目前关于耀变体的甚高能量光子的数据。我们的预测可以用目前运行的切伦科夫望远镜（如H.E.S.S.）进行测试，MAGIC、VERITAS和CANGAROO III以及ARGO-YBJ和MILAGRO等探测器，以及计划中的切伦科夫望远镜阵列和HAWC射线天文台。具有产生上述效应的正确特性的ALP可能会被FERMILAB的GammeV实验发现，并且肯定会被DESY计划中的光子再生实验ALPS发现。
2012-07-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Relevance of axion-like particles for very-high-energy astrophysics
标准模型的许多扩展预言了ALP的存在，ALP是一种具有双光子耦合的非常轻的自旋零玻色子。光子-ALP振荡发生在外部磁场的存在下，并且ALP可以导致对天体物理源的测量光子谱的可观察的影响。当用切伦科夫望远镜H.E.S.S.观测耀变体时，MAGIC、CANGAROO III和VERITAS。星系在宇宙演化过程中产生的河外背景光（EBL）引起了VHE波段的光源变暗。在大尺度磁场中，光子-ALP振荡可以显著减弱这种变暗，由此产生的耀变体光谱变得比预期的更硬。我们发现，对于轻于5 x 10^{-10} eV的ALP，光子的存活概率大于传统物理学在几百GeV以上预测的。这是一个明确的预测，可以用计划中的切伦科夫望远镜阵列和HAWC进行测试。此外，我们提供了一个新的解释的VHE耀变体检测到目前为止，根据该观测光谱指数的值的大的传播主要是由于在源距离的广泛传播，而不是其内部的物理性质的大的变化。
2013-05-22 astro-ph.HE hep-ph
Photon-axion mixing and ultra-high-energy cosmic rays from BL Lac type objects -- Shining light through the Universe
光子可以转化为轴子状粒子，并回到各种天体的磁场中，包括活动星系、星系团、星系际空间和银河系。这是一个潜在的解释候选中性超高能（E>10^18 eV）粒子从遥远的BL Lac型对象已被观察到的高分辨率蝇眼实验。同样质量和耦合的轴子也可以解释从遥远的耀变体中探测到的TeV光子。
2020-04-17 astro-ph.HE hep-ph
Derivation of a Relation for the Steepening of TeV Selected Blazar Gamma-ray Spectra with Energy and Redshift
我们推导出大气切伦科夫望远镜观测到的多GeV费米能区和TeV能区之间的耀变体γ射线谱陡化的关系。光谱指数的变化是由两种效应产生的：（1）由于源的发射和吸收特性，与红移无关的内禀陡化，以及（2）由耀变体γ射线与星系际背景光（IBL）的低能光子的星系际对产生相互作用产生的红移相关的陡化。鉴于这种关系，有足够好的数据，平均伽玛射线SED的TeV选择BL湖，红移的IBL的演变，原则上，可以独立于恒星演化模型确定。我们应用我们的关系到新的费米观测TeV选择耀变体的结果。
2009-12-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Hints for an axion-like particle from PKS 1222+216?
平谱射电类星体（Flat spectrum radio quasar，FSRQ）是一类特殊的耀变体，在宽线区（broad line region，BLR）内富含可见光/紫外光子，这必然意味着$γ$射线在20 GeV以上具有巨大的光学厚度。因此，不应发射能量高于此阈值的光子。然而，MAGIC从FSRQ PKS 1222+216观测到了能量范围在70 - 400 GeV的光子。在文献中有几种天体物理学的解释，但它们都是特别的，即只为特定目的而设计的。我们表明，这样一个令人惊讶的发现可以解释标准blazar模型中增加了新的可能性，光子振荡成轴子样粒子（ALP），反之亦然的源内。通过光子-ALP振荡机制，相当大一部分甚高能量（VHE）光子可以以类似的方式逃离BLR的吸收，因为它们在很大程度上避免了星系际空间中河外背景光（EBL）的吸收。实际上，我们不仅证明了VHE光子确实发射，而且它们的光谱能量分布（SED）是这样的，它们位于同一个康普顿峰上，费米/LAT同时探测到的低能光子也属于该峰。
2014-09-15 astro-ph.HE hep-ph
The Effect of Blazar Spectral Breaks on the Blazar Contribution to the Extragalactic Gamma-ray Background
不同类别的未解决的伽马射线发射器的贡献的光谱形状可以提供洞察他们的相对贡献河外伽马射线背景（EGB）和他们的光谱在GeV能量的性质。假设耀变体的光谱可以描述为破幂律，我们计算了BL Lacertae型天体（BL Lacs）和平谱射电类星体（FSRQs）对EGB贡献的光谱形状。我们适合由此产生的总耀变体光谱形状的费米大面积望远镜测量的EGB，发现最适合的形状再现以及费米EGB的形状为各种中断的情况。我们的结论是，一个方案中，耀变体的贡献是占主导地位的光谱的理由不能被排除在外，即使光谱断裂被证明是常见的费米耀变体。我们还发现，虽然观察到的一个无特征的（不确定性）的幂律EGB频谱费米并不一定意味着一个单一的类贡献未解决的来源与无特征的个人光谱，这样的观察和集体光谱的单独贡献人口确定的比例，他们的贡献。因此，与包括blazar伽马射线光度函数的研究进行比较可能对blazar对EGB的贡献，blazar演化以及blazar伽马射线光谱和发射产生深远的影响。
2011-06-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-ray cosmology and fundamental physics with TeV blazars: results from 20 years of observations
TeV耀变体的伽马射线已经被地面实验探测了二十多年。我们已经收集了最广泛的档案光谱从这些来源，以限制宇宙学距离的影响伽马射线传播的过程。我们讨论了我们的结果扩散光子场，填充宇宙，称为河外背景光，宇宙的膨胀率，和基本物理的形式轴子粒子和洛伦兹不变性破坏。具体来说，我们提出了从0.26到105微米的伽玛射线观测构建的河外背景光的光谱，我们测量的哈勃常数的值与其他估计兼容，我们约束的能量尺度洛伦兹不变性破坏影响伽玛射线吸收的河外背景光大于百分之六十的普朗克尺度。
2015-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraints on axionlike particles from a combined analysis of three flaring $\textit{Fermi}$ flat-spectrum radio quasars
本文联合分析三个耀发平谱射电类星体的 Fermi 数据，完整纳入喷流内光子-光子色散并自由拟合磁场强度，未发现 ALP 证据，并在 95% 置信度下排除低质量、高耦合参数区。
2023-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Have Cherenkov telescopes detected a new light boson?
H.E.S.S.最近的观察和MAGIC强烈表明，宇宙对极高能伽马射线的透明性比以前认为的要高。我们表明，这一事实可以调和与标准blazar发射模型提供的光子振荡成一个非常轻的轴状粒子发生在河外磁场。对这种效应的定量估计确实解释了观测数据，特别是blazar 3C279的光谱。
2010-02-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cherenkov telescope array extragalactic survey discovery potential and the impact of axion-like particles and secondary gamma rays
切伦科夫望远镜阵列（CTA）即将进入建设阶段，其主要的关键科学项目之一是进行无偏调查，以寻找河外源。我们利用这两个最新的耀变体伽马射线光度函数和光谱能量分布，以获得预期数量的可探测源计划的CTA天文台的北部和南部阵列。我们发现，一个浅的，广泛的调查约0.5小时，每个视场将导致最高数量的耀变体检测。此外，我们调查的轴子粒子和二次伽马射线传播的宇宙射线上的源计数分布的效果，因为这些过程预测不同的光谱形状从标准河外背景光衰减。在二次伽马射线的情况下，我们通常可以预期更远的物体，而轴子样粒子不会显著改变预期的分布。然而，我们发现，这些结果强烈依赖于假设的磁场强度在传播过程中。我们还为高空水切伦科夫天文台（HAWC）、大型高空空气簇射天文台（LHAASO）提供源计数预测以及混合探测器的新提案。
2017-07-02 astro-ph.HE astro-ph.IM
Light Dark Matter in a Blazar-heated Universe
该研究探讨耀变体加热宇宙中束-等离子体不稳定性对星系际介质加热的影响，抑制结构形成，并利用矮星系与莱曼-α观测约束轻轴子类似粒子暗物质质量范围。
2023-12-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Intrinsic VHE Gamma-ray spectra of Blazars as a probe for Extragalactic Background Light
极高能（VHE）$γ$ -能量超过10 $'$ s的射线，从遥远的耀变体发射，被来自河外背景光（EBL）的光子衰减。不幸的是，无论是EBL还是内禀耀变体光谱都不能准确地从一个量导出另一个量。在这项工作中，我们使用一个均匀的单区模型，包括同步辐射，同步辐射自康普顿（SSC）和外部康普顿（EC）的发射机制，估计的本征VHE光谱的耀变体。该模型被应用于三个VHE blazar，即PKS 2155 -304，RGB J 0710 +591和3C 279，同时多波长的数据，从不同的观测。然后将VHE的本征通量的预测值与大气切伦科夫成像望远镜的观测值进行比较，以确定VHE $γ$射线的光学深度。在比较这些光学深度值与由四个不同的EBL模型预测，我们观察到PKS 2155 -304和3C 279在较高的能量，特别是对于EBL模型Finke等人提出的有一些明显的系统偏差。（2010年）。我们认为这种偏差是一个结果的失败外推的耀变体SED VHE能量和/或由于埋在EBL模型的各种假设。
2013-10-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
Decomposing blazar spectra into lepto-hadronic emission components
最近报道的高能中微子事件和耀变体爆发之间的巧合加强了耀变体的轻强子发射模型的相关性。我们研究了物理参数对中微子输出模型blazar光谱能量分布的影响，自洽地假设一个相对论传播的加速区被一个更大的冷却区包围。我们发现，光谱能量分布的总体特征可以很容易地解释与模型。一个严格的测试需要时间分辨测量耀变体光谱能量分布在爆发和高统计中微子测量区分轻子和强子发射组件。
2018-08-16 astro-ph.HE
On weak redshift dependence of gamma-ray spectra of distant blazars
宇宙射线的视线相互作用为遥远耀变体的硬伽马射线光谱提供了一个自然的解释，人们认为耀变体能够产生伽马射线和宇宙射线。对于红移z> 0.1的源，在宇宙射线与靠近观测者的背景光子相互作用中产生的次级伽马射线可以支配起源于源的初级伽马射线。从一个分量到另一个分量的跃迁伴随着光谱指数的变化，这取决于源的红移。我们提出的理论预测，并表明他们同意从费米大面积望远镜的数据。这一协议，结合大气切伦科夫望远镜的光谱数据，提供了宇宙射线加速活动星系核的证据，并为研究光子背景和星系间磁场开辟了新的机会。
2012-06-28 astro-ph.HE hep-ph
The Imprint of The Extragalactic Background Light in the Gamma-Ray Spectra of Blazars
在宇宙的历史中，恒星和吸积致密物体发出的光被编码在河外背景光（EBL）的强度中。EBL的知识对于理解恒星形成和星系演化的本质是很重要的，但是直接测量EBL受到银河系和其他前景辐射的限制。在这里，我们报告的吸收功能中看到的合并光谱的一个样本的伽玛射线耀变体的红移z $\sim$ 1.6。这一特征是由EBL在光学至UV频率下对伽马射线的衰减引起的，并允许我们测量该频带中的EBL通量密度。
2012-11-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Blazar Spectra with Hard-sphere-like Acceleration of Electrons
耀变体中发射非热光子的电子可能被喷流中产生的双折射加速。本文考虑了硬球散射的情况，它是电子与电子相互作用的模型，其中加速时标与电子能量无关。我们用单区时变程序数值模拟了blazar喷流的宽带辐射，并考虑了湍流加速。我们的模型再现了各种blazar光谱与简单的假设，如恒定的粒子注入速率，恒定的扩散系数，和圆锥形的几何形状的射流。我们还讨论了在耀变体喷流中实现类硬球加速的可能机制。
2018-05-25 astro-ph.HE
Indications for a cascade component in γ-ray blazar spectra
我们提出了一个非常简短的概述，最近的一些选定的耀变体的伽马射线观测，揭示了一个相当大的，甚至占主导地位的贡献的二次伽马射线从电磁级联的可观察到的光谱在1-500 GeV的能量范围内的指示。
2017-01-03 astro-ph.HE
Contribution to the Extragalactic Gamma-ray Background from the Cascades of Very-high Energy Gamma Rays from Blazars
当甚高能量（VHE）光子通过河外背景光（EBL）传播时，它们与软光子相互作用，并引发较低能量光子和电子的电磁级联。在VHE处发射的宇宙学布居的集体强度将在最高能量处通过与EBL的相互作用而衰减，并在较低能量处通过所产生的级联而增强。我们计算了由耀变体产生的VHE光子产生的级联辐射，并研究了级联对耀变体集体强度的影响以及由此产生的对河外γ射线背景的影响。我们发现，级联辐射大大提高了集体强度从耀变体在高能量之前，由于衰减翻转。由此产生的功能的突出性取决于耀变体伽玛射线光度函数，光谱指数分布，和EBL的模型。我们还计算了Blazar，BL Lacertae（BL Lacs）对象和平坦光谱射电类星体（FSRQs）的不同光谱子种群的级联辐射，发现BL Lacs的集体强度比FSRQs的级联辐射大大增强。最后，我们讨论了这种分析和即将到来的费米观测的EBL的性质，耀变体的演化，耀变体光谱和其他伽马射线辐射源的影响。
2010-01-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Exploring the High-Energy Gamma-Ray Spectra of TeV Blazars
最高能量的耀变体表现出超过1 TeV的非热辐射，具有高光度和强可变性，表明其相对论喷流中的极端粒子加速。耀变体的伽马射线光谱包含有关喷流中高能粒子的分布和冷却过程的信息，源和观测者之间的河外背景光，以及潜在的伽马射线发射区的环境和可能改变宇宙对伽马射线的不透明度的奇异物理学。我们使用Fermi-LAT和VERITAS的数据来研究TeV耀变体样本在广泛的伽马射线能量范围内的变化和光谱，利用这两种仪器十多年的数据。在GeV和TeV的伽马射线波段的变异性进行了研究，使用贝叶斯块的方法来确定一个稳定的通量，在此期间的平均伽马射线光谱，校正后的对吸收效应从传播，可以参数化，而没有混合不同的通量状态的风险期间。我们报告在这些耀变体的内在光谱曲率和光谱变异性的搜索，在努力了解背后的高能伽玛射线光谱TeV耀变体的物理机制。
2021-08-11 astro-ph.HE
Cascade Model of an Anomaly in Blazar Spectra at Very High Energy
众所周知，γ射线吸收对河外背景光（EBL）的影响在某些耀变体的光谱中表现得很弱。结果表明，电磁级联产生的二次分量可能会大大降低这种异常的统计意义。观测结果表明河外γ射线源谱中存在级联成分，从而支持了所提出的模型。
2015-01-01 astro-ph.HE
Turbulent spectra of the brightest gamma-ray flares of blazars
我们研究了费米大天区望远镜探测到的耀变体最亮的伽玛射线耀斑的光谱特性。我们搜索的存在下的光谱中断和测量的光谱曲率典型的时间尺度上的几天。我们发现显着的光谱断裂在不到一半的分析耀斑，但他们的参数没有显示任何可辨别的闪烁，特别是没有任何迹象表明在任何固定的源帧光子能量的伽马射线吸收。更有趣的是，我们发现所研究的耀变体的特点是显着的光谱变化。短持续时间的伽马射线耀斑通常具有强烈的光谱曲率，光谱峰值位于100 MeV以上。由于这些光谱的变化，尽管观察到良好的光子统计，它们必须反映在发射粒子的能量分布的时间波动。我们认为，在长时间尺度上整合的耀变体的高度规则的伽马射线光谱出现从许多短寿命的不规则组件与相对窄的光谱的叠加。这意味着发射粒子在强湍流环境中被加速。
2015-02-23 astro-ph.HE
Testing the Blazar Sequence with Spectra of Recently Discovered Dim Blazars from the Fermi Unassociated Catalog
本文利用多波段数据构建106个 Fermi 未关联暗耀变体的能谱，发现其高峰频特征及物理参数总体支持耀变体序列，但康普顿主导比偏高。
2023-05-03 astro-ph.HE
Spectral trends in the Very High Energy blazar sample due to EBL absorption
由于EBL（河外背景光）的存在，星系际介质对伽马射线的吸收使得所观测到的耀变体光谱比它们的本征状态更暗更软。因此，可以预期它会随着红移而出现有效的光谱软化趋势。在目前观测到的VHE耀变体样本中，这种趋势并不明显。为了检查母blazar种群的哪些属性分布可以重现观测结果，进行了各种模拟。检查满足当前一代ACTs（大气切伦科夫望远镜）的通用检测标准的子样本，以确定是否需要任何固有的相关性（光谱特性与红移）来解释当前的观测结果。
2009-01-08 astro-ph.HE
Optical archival spectra of blazar candidates of uncertain type in the 3$^{rd}$ Fermi Large Area Telescope Catalog
尽管耀变体是活动星系核（AGN）中最稀有的一类，但它们是已知数量最多的相关$γ$射线源。许多列在费米-大面积望远镜第三源目录（3FGL）中的$γ$射线天体被归类为不确定类型的耀变体候选者（BCU），要么是因为它们表现出与耀变体相似的多频行为，但在文献中缺乏光谱，要么是因为这些光谱的质量太低而无法确认它们的性质。在这里，我们选择了，在3FGL的585 BCU，42 BCU，我们确定为可能的耀变体通过他们的智慧红外颜色，也有光谱，可在斯隆数字巡天（SDSS）和/或六度场星系巡天数据库（6dFGS）。我们确认了所有来源的耀变体。其中28个是BL Lac类星体，8个是射电频谱平坦的射电强类星体，6个是BL Lac类星体，其辐射主要由宿主星系控制。
2016-09-19 astro-ph.HE
Characteristic Variability Timescales in the Gamma-ray Power Spectra of Blazars
耀变体伽马射线光变曲线的特征时间尺度可以提供对伽马射线可变性的物理过程的洞察。功率谱密度（PSD）能够揭示这样的时间尺度，这可能会出现中断或周期性。连续时间自回归移动平均（CARMA）模型可用于准确估计光变曲线的PSD。通过光变曲线模拟研究，我们开发了一种方法来识别PSD中断使用CARMA模型。使用这种方法，我们研究了13个明亮的耀变体观测费米大面积望远镜在0.1-300 GeV波段超过9.5年的伽玛射线光变曲线。我们提出了耀变体伽马射线PSD，这提供了证据的低频中断的时间尺度上~1年的四个来源，和一个额外的高频中断的时间尺度上~9天的一个来源。
2019-09-10 astro-ph.HE
The Gamma-ray Blazar Quest: new optical spectra, state of art and future perspectives
我们最近开发了一个程序来识别未识别/未关联的伽马射线源（UGS）的位置不确定区域内的伽马射线耀变体候选者。这样的程序是基于费米耀变体显示出特殊的红外色的发现。然而，为了确认所选候选物的真实性质，光学光谱数据是必要的。因此，我们进行了广泛的档案搜索光谱在文献中平行的光学光谱运动，旨在揭示和确认选定的伽玛射线耀变体候选人的性质。在这里，我们首先搜索的光谱选定的样本的伽马射线耀变体候选人，可以是潜在的同行的UGS使用斯隆数字巡天（SDSS DR 12）。这次检索使我们能够更新迄今为止进行的档案检索。我们还描述了国家的艺术和未来的前景，我们的运动，发现以前未知的伽玛射线耀变体。
2016-09-29 astro-ph.HE
Evidence for the Secondary Emission as the Origin of Hard Spectra in TeV Blazars
我们开发了一个模型，从遥远的耀变体硬很高的能量谱的可能来源。在该模型中，源中产生的初级光子和源外产生的次级光子都对观测到的高能$γ$射线发射有贡献。也就是说，初级光子通过同步加速器自康普顿（SSC）过程在源中产生，并且次级光子通过沿着视线的高能质子与背景光子的相互作用在源外部产生。我们应用该模型的一个特征的情况下，非常高的能量（VHE）$γ$ -射线的排放在遥远的blazar 1 ES 1101-232。假设一个合适的电子和质子光谱，我们得到很好的拟合遥远的blazar 1 ES 1101-232的观测光谱。这表明，高能$γ$射线的惊人的低衰减，特别是对于观测光谱的非常高的能量$γ$射线尾部的形状，可以用宇宙射线质子与星系际空间背景光子相互作用产生的次级$γ$射线来解释。
2016-09-28 astro-ph.HE
GeV-TeV Blazar Population Studies
费米-LAT和地基切伦科夫望远镜阵列之间的协同作用使我们有机会首次表征来自30多个耀变体的高能发射（100 MeV - 10 TeV）。在这项研究中，我们进行了费米-LAT光谱分析的所有TeV检测到的耀变体，并结合档案TeV光谱。我们的研究结果为低同步加速器峰值BL Lacs（LBL）的暗示的GeV波段的吸收功能，可以解释为内部不透明度的来源。我们注意到，简单的或破碎的幂律不能描述所有观察到的GeV-TeV光谱和更复杂的光谱形状似乎需要。
2011-11-02 astro-ph.HE
Modeling the hard TeV spectra of blazars 1ES 0229+200 and 3C 66A with an internal absorption scenario
我们研究的适用性的想法，通过同步辐射的超相对论性质子产生的伽马射线的内部吸收的高磁化斑点1ES 0229+200和3C 66 A，这两个TeV耀变体，显示异常硬的内禀伽马射线光谱后，星系际吸收校正。我们表明，对于某些合理的模型参数的组合，即使有相当温和的能量要求，该方案允许自洽的解释这些对象的非热发射的千电子伏，GeV和TeV的能带。
2011-06-16 astro-ph.HE
Monte-Carlo Applications for Partially Polarized Inverse External-Compton Scattering (MAPPIES) II -- Application to the UV/Soft X-ray Excess in Blazar Spectra
一些耀变体的光谱能量分布（SED）表现出紫外（UV）和/或软X射线过剩，这可以用不同的辐射机制来模拟。对耀变体的紫外/X射线辐射进行偏振测量可以提供关于耀变体喷流的天体物理环境的新的和独特的信息，从而有助于区分不同的辐射情景。本文利用一个新的蒙特卡罗程序-- MAPPIES（Monte-Carlo Applications for Partially Polarized Inverse External-Compton Scattering）--模拟了一个模型中的偏振特性，其中紫外/软X射线过剩来自于体康普顿过程。预测的康普顿发射的预期偏振签名的软X射线过剩的SED的AO 0235+164，和紫外线过剩的SED的3C 279的即将到来的和拟议的偏振测量任务。
2021-01-29 astro-ph.HE
An Artificial Intelligence based approach for constraining the redshift of blazars using $γ$--ray observation
本文讨论了一种基于人工智能的方法，利用\emph{Fermi}大天区望远镜（LAT）和地基大气切伦科夫望远镜（ACT）分别在GeV和\emph{sub} TeV能区观测到的$γ$ -射线组合来约束blazar的红移。GeV和TeV能带的光谱测量表明耀变体的$γ$ -射线光谱中存在红移相关的光谱突变。我们利用耀变体的这一观测特征来限制它们的红移。利用\emph{Fermi}星表（3FGL和1FHL）和TeV星表中已知红移的耀变体的观测光谱信息，训练了一个人工神经网络（ANN）算法。用\emph{Levenberg - Marquardt}算法对人工神经网络的训练进行了优化，分别以35个观测良好的blazar的$γ$-射线光谱指数和红移作为输入和输出参数。训练后，我们只使用观测到的光谱指数在GeV和亚TeV制度的10 blazar作为输入来预测它们的红移。人工神经网络预测的红移与已知的红移的比较表明，这两个值是一致的$\sim$ 18 $\%$的不确定性。本文提出的方法将有助于在未来的约束或预测的耀变体的红移仅使用观测的$γ$ -射线光谱信息从\emph{Fermi} -LAT和当前一代IACT以及从下一代切伦科夫望远镜阵列（CTA）与改进的源统计。
2019-11-25 astro-ph.HE hep-ex
A new strategy to select candidate blazars for VHE observation
提出了一种新的策略来选择候选耀变体VHE观测，它给出了一个固有的完整的样本从一个全天空的编译（不包括一个狭窄的区域周围的银道面）的GeV明亮的耀变体。该策略的基础上选择候选VHE blazar从GeV探测到的blazar样本，即拉特明亮的活动星系核样本（LBAS）的费米伽马射线太空望远镜（FGST）。在VHE制度的本征谱估计的基础上外推的GeV谱测量FGST。这是由于河外背景光（EBL）在紫外线到中红外线的不可避免的消光校正。由此产生的可观察到的光谱排列的综合通量用于提取候选人的VHE制度与成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）的观测。使用已知的VHE耀变体样本对预测进行了交叉检查。
2009-08-31 astro-ph.HE
Bethe-Heitler cascades as a plausible origin of hard spectra in distant TeV blazars
上下文遥远TeV耀变体的甚高能（VHE）$γ$射线测量可以很好地解释由超高能宇宙射线引起的TeV谱。目的。我们开发了一个模型，在遥远的TeV耀变体的硬光谱的一个合理的起源。方法.在该模型中，遥远TeV耀变体中的TeV辐射主要由两个混合分量组成。第一个是相对论电子对同步辐射光子（SSC）的逆康普顿散射产生的光子能量约为1 TeV的内部分量，并对河外背景光吸收进行了修正;第二个是高能质子在星系际空间传播产生的级联辐射产生的光子能量大于1 TeV的外部分量。结果假设合适的模型参数，我们将该模型应用到遥远的TeV耀变体1 ES 0229+200的观测光谱。我们的结果表明：1）观察到的1 ES 0229+200的光谱特性，特别是观察到的光谱的TeV $γ$射线尾，2）预期的TeV $γ$射线谱（光子能量为$>$ 1 TeV，1 ES 0229+200）应与切伦科夫望远镜阵列（CTA）的50小时灵敏度目标相当和大型高空空气簇射观测站（LHAASO）一年观测的微分灵敏度曲线。结论.我们认为，强有力的证据贝特-海特勒级联沿视线的硬光谱在遥远的TeV耀变体的一个合理的起源，可以从VHE观测CTA，LHAASO，HAWC，和HiSCORE。
2016-07-13 astro-ph.HE
Constraining X-ray emission in HBL blazars using multiwavelength observations
极端HBL型耀变体的X射线光谱位于宽带光谱能量分布（SED）的同步辐射分支，处于峰值以下的能量。外推的X射线光谱与宿主星系模板的联合拟合允许表征SED中的同步加速器分支。X射线谱通常用纯幂律模型或弯曲幂律模型来表征。然而，在后一种情况下，很难区分内禀曲率和过量吸收。本文重点研究了5颗观测良好的耀变体：1 ES 0229+200，PKS 0548-322，RX J1136+6737，1 ES 1741+196，1 ES 2344+514。我们约束红外线到X射线发射的这五个耀变体使用的模型，其特征在于由宿主星系，光谱曲率，吸收，和紫外线过剩分离这些光谱功能。在四个源的情况下：1 ES 0229+200，PKS 0548-322，1 ES 1741+196，1 ES 2344+514，光谱与来自莱顿阿根廷波恩调查的原子中性氢的拟合导致在宽带光谱能量分布中存在显著的UV过量。这种过量可以解释为额外的成分，例如蓝色凸起。然而，为了描述这些耀变体的光谱而没有这种过量，需要对来自莱顿阿根廷波恩巡天的原子中性氢进行额外的吸收。
2020-05-29 astro-ph.HE
Numerical study of broadband spectra caused by internal shocks in magnetized relativistic jets of blazars
相对论喷流中的内部激波假设已经被用来解释耀变体外流辐射的变化。最近的模拟表明，磁场改变了这些冲击的动力学，产生了一个完整的光谱能量密度模式动物园。然而，磁化在这种高能发射中所起的作用仍然没有完全理解。借助于\emph{Fermi}的第二个LAT活动星系核目录，我们与$γ$射线波段的观测结果进行了比较，以确定磁场的影响。
2013-09-18 astro-ph.HE
Unification and physical interpretation of the radio spectra variability patterns in Fermi blazars and jet emission from NLSy1s
F-Gamma计划是旨在通过对费米耀变体的多频监测来了解活动星系核物理的最全面的计划之一。在这里，我们讨论每月采样的宽带无线电频谱（2.6 - 142千兆赫）。两个不同的研究。(a)我们讨论的变化模式跟踪可以分为两类：（1）那些显示强烈的光谱演化和（2）那些显示自相似的准消色差行为。我们表明，一个简单的两个组件模型可以很好地再现所观察到的现象。(b)我们提出了厘米到毫米的行为的三个伽玛射线明亮的窄线塞弗特1星系在不同的时间跨度之间的~1.5和3年，并比较其变化特征与典型的耀变体。
2012-06-10 astro-ph.HE
