Gamma-ray emission of hot astrophysical plasmas
离子温度超过$10^{10}$ K的极热等离子体可以在某些天体物理环境中形成。这种等离子体的独特辐射特征是由瞬发去激发核线和$π^0$ -衰变$γ$ -射线主导的$γ$-射线发射。使用一个大型的核反应网络，我们计算的时间演化的化学成分的热等离子体和它们的$γ$ -射线线发射率。在更高的能量，我们提供了简单而准确的分析介绍$π^0$介子的生产率和相应的$π^0\to2γ$发射率导出的麦克斯韦分布的质子。我们讨论了可能的偏差的高能量尾部的粒子分布函数从“标称”麦克斯韦分布等离子体$γ$ -射线发射率的影响。
2019-03-27 astro-ph.HE
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
Assessing the Power-Law Emissivity Assumption in X-ray Reflection Spectroscopy: A Simulation-Based Evaluation of Different Coronal Geometries
Fudan University（复旦大学）；Eberhard-Karls Universität Tübingen（蒂宾根大学）；New Uzbekistan University（新乌兹别克斯坦大学）；University of Oxford（牛津大学）
该研究通过模拟NuSTAR光谱评估X射线反射光谱中幂律发射率假设的可靠性，发现其适用于紧凑冕区，复杂冕区需特定几何模型，为黑洞自旋测量提供了关键依据。
2026-08-11 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
Constraining Axion Mass through Gamma-ray Observations of Pulsars
我们分析了9年的PASS 8 $\textit{Fermi}$-LAT数据在60 $-$ 500 MeV的范围和确定通量上限（UL）的17个伽马射线暗恒星作为探针的轴子产生的核子-核子韧致辐射的脉冲星核心。使用先前发表的轴子衰变γ射线光子通量模型的EQUARARS依赖于一个高的核心温度为20兆电子伏，我们提高了UL轴子质量（$m_a$）的测定，在95%的置信水平，9.6 $\times$ 10 $^{-3}$ eV，这是一个因素的8以前的结果的改善。我们表明，轴子发射率（单位体积的能量损失率）在现实的较低的脉冲星核心温度为4兆电子伏或更低的减少到这样的程度，轴子发射率和伽马射线信号变得可以忽略不计。我们考虑一个替代的排放模型的基础上，每质量的能量损失率，使$m_a$被约束与$Fermi$-LAT观测。这个模型产生了一个合理的UL $m_a$为10 $^{-6}$ eV的脉冲星核心温度$<$ 0.1兆电子伏，但知识的程度，在脉冲星$B$领域的轴子到光子转换将需要作出精确的UL轴子质量的测定。轴子通量的峰值很可能产生$\leq$ 1 MeV能量范围内的伽马射线，因此未来的中等能量伽马射线任务（如AMEGO和e-ASTROGAM）的观测对于进一步限制UL $m_a$至关重要。
2019-08-09 astro-ph.HE
Impact of Fermi-LAT and AMS-02 results on cosmic-ray astrophysics
本文综述了与银河宇宙线天体物理学有关的几个主题，重点介绍了最近AMS-02数据和费米大面积望远镜关于银河漫射γ射线发射率的数据。计算了扩散宇宙射线诱导的p+p --> pi^0 --> 2伽马能谱，归一化到AMS-02宇宙射线质子能谱，在~ 10 - 100 GV，在刚性R >~ 300 GV时，宇宙射线质子能谱有硬化和没有硬化。如果不考虑电子韧致辐射的附加贡献，不能仅从γ射线发射率数据中排除局部星际介质宇宙射线质子谱的单一幂律动量“激波”谱。讨论了金属丰度修正，估算了核增强因子的最大值范围为1.52 ~ 1.92，并讨论了300 GV宇宙线质子和α粒子硬化的起源。
2015-05-21 astro-ph.HE
A numerical jet model for the prompt emission of gamma-ray bursts
伽马射线暴（GRB）被认为是高度准直的事件，并且当它们在轴上或非常接近轴上时，它们大多是可检测的。然而，GRB可以从离轴角度看到，最近探测到的与引力波事件相关的短GRB最终表明了这种情况。观测者的视角在可观测的光谱形状和这些事件的能量方面起着重要的作用。我们提出了一个数值模型，它是基于单脉冲近似与发射从顶帽射流，并已开发调查的观察者视角的影响。我们假设一个锥形射流参数化的半径$R_{\rm jet}$，半开角$θ_{\rm jet}$，一个comoving-frame发射率法律和观察者的视角$θ_{\rm obs}$，然后研究的条件$θ_{\rm obs} < θ_{\rm jet}$和$θ_{\rm obs} >θ_{\rm jet}$的效果。我们目前的结果考虑顺利打破幂律发射率法在射流共动框架，虽然模型的实施很容易允许考虑其他发射率法。发现当$Γ\gtrsim 10$和$θ_{\rm obs} < θ_{\rm jet}$时，$E^{\rm i}_{\rm p} \propto E_{\rm iso}^{0.5}$（Amati关系）是从纯相对论运动学自然得到的，而当$θ_{\rm obs} > θ_{\rm jet}$时，则得到$E^{\rm i}_{\rm p} \propto E_{\rm iso}^{0.25}$ .利用文献中关于一类已知的亚高能伽玛暴的数据，我们证明了它…
2021-01-08 astro-ph.HE
Search for Gamma-ray Emission from Galactic Novae with the Fermi-LAT
上下文一些新星被发现发射高能伽马射线（>100 MeV）。然而，这种发射的起源尚不清楚。我们报告的搜索伽马射线发射从75光学检测银河新星在第一个7.4年的费米大面积望远镜使用通行证8数据集的操作。目的。我们编制了一个光学新星目录，包括从各种资源的光变曲线和估计的光学峰值时间和光学峰值的幅度，以寻找伽马射线发射，以测试如果所有的新星是伽马射线发射器。方法.我们重复分析的六个新星以前确定为伽马射线源，并制定一个统一的分析策略，然后我们适用于我们的目录中的所有新星。我们在15天的时间窗口中搜索发射，从光学峰值时间之前的20天到之后的20天，以两天为步长。我们进行人口研究与蒙特卡罗模拟设置约束的伽玛射线发射的新星的属性。结果两个新的新星候选人已被发现在2sigma全球意义。虽然这两个新星候选人没有单独检测到显着的水平，把它们与其他未检测到的新星，我们发现了一个亚阈值新星人口与累积3sigma的意义。我们报告测得的伽马射线通量检测源和流量上限新星没有显着的检测。我们的结果可以复制几个伽马射线发射率模型（例如，幂律分布与斜率为2），而恒定的发射率模型（即假设新星是标准烛光）可以拒绝。
2017-10-12 astro-ph.HE
Fermi-LAT gamma-ray study of the interstellar medium and cosmic rays in the Chamaeleon Molecular-Cloud Complex: A look at the dark gas as optically thick HI
我们报告了费米-LAT $γ$ -射线分析的Chamaeleon分子云复合物使用总柱密度（NH）模型的基础上，在353 GHz的尘埃光学厚度（$τ_{353}$）与普朗克热尘埃发射模型。能量从250 MeV到100 GeV的伽马射线与NH模型拟合为$τ_{353}$、NH $\propto$ $τ_{353}^{1/α}$（$α$ $\geq$ 1.0）的函数，以明确考虑可能的非线性$τ_{353}$ /NH比。我们发现，一个非线性关系，PDMATHABMQPDMATHABMS1.4，给出了最好的拟合$γ$射线数据.这种非线性关系可能反映了尘埃在不同气相中的演化效应。使用最佳拟合NH模型，我们推导出CO到H2的转换因子（XCO）和气体质量，考虑到NH模型的不确定性。XCO值为（0.63-0.76）$\times$ 10 $^{20}$ cm $^{-2}$ K $^{-1}$ km $^{-1}$ s，与最近对变色龙区的$γ$射线研究结果一致.总气体质量估计为（6.0-7.3）$\times$ 10 $^{4}$ Msun，其中未被标准HI或CO谱线测量追踪的附加气体质量为20- 40%。额外的气体量的30-60%的气体质量估计在光学薄HI的情况下，并具有5-7倍的质量比跟踪CO的分子气体。额外的气体的可能来源进行了讨论的基础上的情况下，光学厚HI和CO暗H2。在$\sim$的系统…
2019-09-09 astro-ph.GA astro-ph.HE
Solving the gamma-ray radiative transfer equation for supernovae
提出了一个新的相对论辐射传输程序，计算超新星（SN）喷出物中能量小于5 MeV的$γ$射线。此代码计算不透明度、即时发射率（即衰减）和散射发射率，并求解同向移动帧中的强度。由于SN喷出物的大膨胀速度，我们忽略了与热运动相关的再分布效应。通过散射或光电吸收从辐射场移除的能量来计算能量沉积。这个新的代码产生可比的结果，一个独立的蒙特卡罗代码。然而，两者都产生非平凡的差异，从一个纯吸收处理的$γ$-射线传输的结果。一个合成的观察者的框架光谱也产生的CMF强度。在早期，当$γ$-射线的光学深度很大时，合成光谱显示出具有红移吸收的不对称线轮廓，如SN 2014 J所示。这个新的代码集成在CMFGEN，并允许在SN喷出物的衰变能量沉积的准确和快速的计算。
2019-05-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Extragalactic Gamma-ray Background from Star-forming Galaxies: Will Empirical Scalings Suffice?
尽管费米伽马射线太空望远镜在9年的运行中收集了前所未有的高质量数据，但正常恒星形成星系对河外伽马射线背景（EGRB）的贡献仍然受到很大的限制。不同的估计是不一致的，无论是他们的基本物理假设和他们的结果。随着几次探测和许多邻近恒星形成星系的伽马射线通量上限的可用性，依赖于伽马射线和更长波长光度之间的经验定标的估计已经成为可能，并且越来越受欢迎。在本文中，我们研究的因素，可以偏置这样的估计，包括：a）可能的来源，非平凡的红移依赖; b）依赖于恒星形成示踪剂的选择; c）在斜率和归一化的经验标度的不确定性。我们发现，这种偏差可能是显着的，指向需要更复杂的模型的恒星形成星系的贡献的伽马射线背景，实施更多，更有信心，物理学在他们的建设。最后，我们表明，有大的区域可接受的参数空间的观测输入，显着过度产生的伽马射线背景，这意味着所观察到的背景水平可以产生显着的约束模型的平均宇宙伽马射线发射率与恒星形成。
2018-12-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fermi observations of Cassiopeia and Cepheus: diffuse gamma-ray emission in the outer Galaxy
本文分析了费米大天区望远镜在银河系第二象限100度< l < 145度和-15度< b < +30度区域测量到的星际伽马射线辐射。这一区域包括仙后座、仙王座和北极星耀斑的显著的古尔德带云，以及更远距离的原子和分子复合体，如英仙座臂中与NGC 7538相关的复合体。而且每个星系中都存在大质量的复合体，这使得这个区域非常适合探测宇宙射线和太阳圈以外的星际介质。古尔德带中气体的伽马射线发射率光谱与基于当地测量的宇宙射线光谱的预期一致。伽马射线发射率从古尔德带到英仙座臂逐渐降低，但测量到的梯度比宇宙射线源在银河系内部达到峰值的预期要平坦，这一点由天文学家提出。我们发现Xco=N（H2）/W（CO）的转换因子从古尔德带的（0.87 +- 0.05）10^20 cm^-2（K km s^-1）^-1增加到英仙座臂的（1.9 +- 0.2）10^20 cm^-2（K km s^-1）^-1。在古尔德带中，通过相关的过量尘埃和伽马射线发射，发现了没有被无线电和微波探测正确追踪的暗气体：其质量约为CO追踪质量的50%。
2009-12-18 astro-ph.HE
The cosmic-ray puzzle and the census of the interstellar medium: the Fermi LAT view of Cassiopeia, Cepheus and the Perseus arm
宇宙射线与星际气体相互作用产生的弥散伽马射线辐射，可以追踪到整个银河系中这两者的密度。我们讨论了费米LAT观测的仙后座和仙王座区域的分析结果，对英仙座旋臂。我们发现，当地的气体的γ射线发射率是一致的预期的基础上测量的宇宙射线谱在地球上。从古尔德带到英仙座臂，辐射率逐渐降低，但测量的梯度比基于宇宙射线源分布的传播模型预测的更平坦，该模型在银河系内部达到峰值。Xco=N（H2）/W（CO）转换因子从古尔德带到英仙座臂适度增加约2倍。古尔德带中HI和CO测量未正确追踪到的额外气体的存在由伽马射线和冷星际尘埃热发射之间的相关性提出。
2010-01-28 astro-ph.HE
X-ray Afterglows from the Gamma-Ray Burst "Large(r)-Angle" Emission
我们从一个具有角结构的相对论表面获得了GRB对应物和延迟余辉光变曲线的时间和衰减的基本分析结果，该表面由大小为θ c的均匀芯（洛伦兹因子Gamma_c和表面发射率i_nu与角无关）和轴对称幂律包络（Gamma ~ θ ^{-g}）组成。在这个大角度发射（LAE）模型中，在即时发射阶段（GRB）产生的辐射在爆发（延迟发射）之后很久才到达观测者，角度θ> θ_c。伽玛暴快速衰减“尾部”和余辉“平台”的动力学时间范围以及对应物/余辉的形态都由两个参数决定：核心参数Gamma_c*theta_c和包层洛伦兹因子指数g，从而导致三种类型的光变曲线，显示出三个后伽玛暴相（类型1：尾部、平台/慢衰变、平台后/正常衰变）、两个后GRB相（类型2：尾部和快衰变）或仅一个（类型3：正常衰变）。我们展示了如何X射线光变曲线功能可以用来确定核心和信封的动力学和光谱参数。使用Swift/XRT X射线发射的两个1型余辉（060607 A、061121）、一个2型余辉（061110 A）和一个3型余辉（061007）对LAE模型进行测试。我们发现，具有平台期的X射线余辉需要包络洛伦兹因子Gamma ~ theta^{-2}和随动框架发射率i_nu ~ theta ^{-2}，因此，对于典型的余辉光谱F_nu ~ nu^{-1}，实验室框架能量释放在发射表面上是均匀的。
2020-04-30 astro-ph.HE
Gamma-ray emission from proton-proton interactions in hot accretion flows
我们提出了一个在双温吸积流中通过中性π介子产生和衰变的伽玛射线辐射模型，该模型围绕超大质量黑洞。通过考虑（1）光子传输中的相对论效应和（2）流辐射场中γ射线光子的吸收，我们改进了以前对这种强子γ射线发射的研究。我们使用一个完全广义相对论的辐射和流体动力学过程的描述，这使我们能够研究的依赖黑洞自旋。自旋值强烈影响伽马射线发射率在10个引力半径内。总光度L < 0.001的爱丁顿光度流的中心区域对于能量低于10 GeV的光子来说大多是透明的，允许研究时空度规的影响。对于这样的L，伽马射线的观测上限（0.1-10 GeV）到X射线（2-10 keV）光度比L_{0.1-10 GeV} / L_{2-10 keV} < 0.1可排除黑洞的快速旋转;另一方面，L_{0.1-10 GeV} / L_{2-10 keV} ~ 0.1的测量值不能被视为快速旋转的证据，这样的比率也可以由伽马射线发射率的平坦径向分布（这将在整个流体中的质子的非热加速时发生）产生。在爱丁顿光度L > 0.01时，来自最内层区域的伽马射线发射被强烈吸收，并且所观测到的伽马射线不携带关于黑洞自旋值的信息。我们注意到，如果在半人马座A中观察到的X射线发射来自吸积流，那么来自吸积流的强子伽马射线发射应该对从该物体的核心观察到的MeV/GeV发射有显著贡献，除非它包含缓慢旋转的黑洞并且流中的质子是热的。
2013-04-11 astro-ph.HE
Local H~{\sc i} emissivity measured with the {\it Fermi}-LAT and implications for cosmic-ray spectra
宇宙射线（CR）电子和原子核与银河系星际气体相互作用并产生高能$γ$射线。每个氢原子的$γ$射线发射率（称为发射率）提供了一种独特的CR通量间接探测器。本文给出了能量从50~MeV到50~GeV的$γ$射线在太阳附近的发射率的测量和解释。我们分析了一个子集的4年的观测，从大面积望远镜（LAT）上的{PDMATHAMN费米伽马射线空间望远镜}（{PDMATHAMN费米}）限制在绝对纬度$10^o<|b| <70^o$。从一个适合的LAT数据，包括原子，分子和电离氢柱密度模板，以及尘埃光学深度图，我们推导出的发射率，分子氢到CO的转换因子$X_{CO}=(0.902\pm0.007) \times 10^{20}$厘米$^{-2}$（K km s $^{-1}$）$^{-1}$和尘埃-气体比$X_{DUST}=(41.4\pm0.3) \times 10^{20}$厘米$^{-2}$ mag $^{-1}$。此外，我们首次探测到电离氢的$γ$射线发射。我们比较了提取的发射率计算从$γ$射线生产截面和CR光谱在日光层测量。我们观察到，只有当太阳调制占的实验发射率再现。这提供了一个直接检测太阳调制以前观察到的通过CR通量和太阳活动之间的关系。最后，我们拟合了一个参数化的光谱形式的日光层CR观测以及{ \it费米}-LAT发射率，并获得了兼容的本地星际光谱的质子和氦的动能每核子之间的1和10…
2015-05-29 astro-ph.HE
Tracing the propagation of cosmic rays in the Milky Way halo with Fermi-LAT observations of high- and intermediate-velocity clouds
能量至少达到PeV的宇宙射线通常在一个基本场景的框架中描述，该场景涉及位于银河系盘中的物体（如超新星遗迹或大质量恒星形成区）的加速，然后在整个银河系中扩散传播。到目前为止，传播过程的细节主要是从地球附近测量的宇宙射线的成分推断出来的，然后再外推到整个银河系。关于在星系晕中的传播和逃逸到星系际介质中的细节仍然不确定。特定位置的宇宙射线的密度可以通过它们与星际气体云发生非弹性碰撞时产生的伽马射线来追踪。因此，我们分析了73个月的费米-LAT数据从300 MeV到10 GeV的方向上的几个高，中速云，位于银河系的晕。这些云应该没有内部的宇宙射线源，因此任何从它们发射的伽马射线都是银河系宇宙射线大规模分布的样本。我们第一次评估的伽玛射线发射率每氢原子高达~7千秒差距以上的银河系盘。发现辐射率随着与盘的距离而减小，这提供了相关能量的宇宙射线起源于其中的直接证据。此外，其中一个目标的发射率，上中速拱，暗示在2 kpc的磁盘内宇宙射线强度下降了50%。
2015-07-13 astro-ph.HE
Gas and Cosmic-Ray Properties in the MBM 53, 54, and 55 Molecular Clouds and the Pegasus Loop as Revealed by HI Line Profiles, Dust, and Gamma-Ray Data
在对星际介质（ISM）和银河宇宙射线（CR）的研究中，星际气体密度的不确定性一直是一个问题。为了克服这一困难，我们使用了21厘米HI线发射的组件分解，并使用由此产生的气体地图的$γ$射线数据的分析得到的费米大面积望远镜（LAT）的MBM~53，54和55分子云和飞马座环。我们分解的ISM气体到中速云，窄线和光学厚HI，宽线和光学薄HI，CO明亮的H2，CO暗H2使用详细的相关性HI 4 PI调查，普朗克尘埃排放模型，费米-LAT $γ$射线数据的HI线配置文件。我们发现，光学深度校正的分数HI柱密度和CO暗H2几乎是相等的。我们同时拟合了在地球上或近地直接测量的CR光谱和测量的$γ$射线发射率光谱。我们得到了星际质子谱在${\sim}$ 7~GeV处的一个谱断裂，发现$γ$射线发射率归一化与AMS-02质子谱在10%以内一致，从而缓和了与CR谱的紧张关系。
2022-07-01 astro-ph.HE
Cosmogenic neutrinos and gamma-rays and the redshift evolution of UHECR sources
如果超高能宇宙射线（UHECR）有河外起源，就像人们普遍认为的那样，至少对于大多数能量超过几个EeV的宇宙射线来说是这样的，那么在UHECR通过星系际空间的传播过程中，通过与宇宙背景光子的相互作用，可以预期会产生次级中微子和光子。这种二次粒子的通量强烈依赖于UHECR源的发射率（数密度乘以光度）的红移演化。我们展示了宇宙射线、中微子和伽马射线如何潜在地提供有关UHECR源演化的补充信息。
2017-05-10 astro-ph.HE
Physically motivated AGN emissivity profiles and their effects on quasar microlensing signatures. 1. Multi-epoch accretion disc size inference
IFPU - Institute for Fundamental Physics of the Universe（基础物理宇宙研究所）；SISSA - International School for Advanced Studies（国际高等研究院）；INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste（的里雅斯特天文台）；Center for Astrophysics and Cosmology, University of Nova Gorica（新戈里察大学天体物理学与宇宙学中心）
研究类星体微引力透镜对吸积流大小敏感但光学和紫外测量中盘大小与理论不符的问题。通过构建自洽发射率剖面模型，量化大尺度漫射发射对微引力透镜特征的影响，发现BLR会造成源大小推断偏差。
2026-07-07 astro-ph.GA astro-ph.HE
Fermi gamma-ray `bubbles' from stochastic acceleration of electrons
来自费米-LAT的伽马射线数据显示，在银河系中心上下50度处有一个双叶结构，这可能起源于不到几百万年前的某种形式的能量释放。有人认为，伽马射线是由强风平流输送出来的高能宇宙射线的强子相互作用产生的，或者是由气泡中等离子体冲击加速的相对论电子的逆康普顿散射产生的。我们探讨了另一种可能性，即相对论电子正在经历随机的第二阶费米加速等离子体波湍流通过整个体积的气泡。观察到的伽马射线光谱形状，然后自然地解释所产生的硬电子谱和逆康普顿损失。而不是一个恒定的体积发射率在其他模型中，我们预测一个几乎恒定的表面亮度，并重现所观察到的尖锐边缘的气泡。
2011-07-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Diffuse Galactic Gamma Rays at Intermediate and High Latitudes, Constraints on ISM Properties
利用费米合作组最近公布的中高纬度（|b| > 10）、能量为1-100 GeV的银河系弥散γ射线的光谱数据，对银河系γ射线发射率进行了新的研究。我们专注于分析宇宙射线（CR）的传播特性，使用公开可用的DRAGON代码。我们严格解决一些模型的星际HI和H2气体分布在文献中常用的，以及测试各种传播模型。每个模型假设一个独特的全球配置文件的扩散和再加速的CR。拟合传播参数，以及测量的本地CR，如B/C比，质子，反质子和电子，正电子通量，我们评估的伽马射线谱在中高纬度地区，以进一步限制这些传播模型。
2011-10-26 astro-ph.HE
Fermi LAT measurements of diffuse gamma-ray emission: results at the first-year milestone
一年多来，费米大面积望远镜一直在以前所未有的统计数据和角分辨率测量20 MeV到300 GeV以上的伽马射线天空。费米任务的关键科学目标之一是漫射伽马射线发射。银河系星际伽马射线辐射是高能宇宙射线与星际气体和辐射场相互作用产生的。我们回顾了迄今为止在这个问题上获得的最重要的结果：EGRET观测到的过量GeV弥散辐射的非确认，局部星际气体的γ射线发射率谱的测量，宇宙射线密度梯度和外星系X（CO）=N（H2）/W（CO）比的研究。我们还瞥见了大麦云星云中弥漫的伽马射线辐射。这些结果可以改进银河系弥漫伽马射线发射的大尺度模型和河外伽马射线背景的新测量。
2010-02-08 astro-ph.HE
The Origin of X-ray Emission in the Gamma-ray emitting Narrow-Line Seyfert 1 1H 0323+342
本文给出了最近的γ射线窄线塞弗特1星系（$γ$ -NLS 1）1H 0323+342的X射线光谱和时间分析结果。我们使用最近的观测，同时XMM-Newton/NuSTAR运动。与无线电静默NLS 1一样，光谱揭示了低能量（$\lesssim2$ keV）下的软过剩和反射特征，例如宽铁K发射线。我们还发现了一个硬过剩的证据，在能量高于$\sim35$千电子伏，这可能是一个后果的喷流排放。我们的分析表明，相对论反射是统计上需要的，并使用一个组合的模型，其中包括反射模型relxill的宽带频谱，我们发现一个倾斜度为$i=63^{+7}_{-5}$度，这是在紧张与低得多的值推断超光速运动在无线电观测。我们还发现了一个平坦的（$q=2.2\pm0.3$）发射率分布，这意味着有更多的反射通量比通常被从磁盘的外部区域发射，这反过来又表明从薄磁盘模型假设的偏差。我们讨论了可能的原因，如反射关闭厚吸积盘几何。
2020-06-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
An alternative solution to the gamma-ray Gradient problem
费米-LAT合作最近证实了EGRET的发现，即观测到的银河系伽马射线漫发射的纵向剖面与GALPROP计算的不一致，GALPROP假设宇宙射线是由银河系超新星遗迹产生的。精确的费米-LAT测量使得这种异常很难用传统的扩散方案来解释。在这里，我们使用DRAGON数值扩散代码来实现一个物理动机的情况下，扩散系数是空间相关的源密度。我们表明，在这些条件下，我们能够再现所观察到的平坦的发射率分布在外星系，而不需要改变源项，扩散晕高度，或CO-H2转换因子（XCO）相对于他们的首选值/分布。我们还表明，我们的模型与Fermi-LAT测量的伽马射线纵向剖面兼容，并且仍然对所有观察到的次级与初级比率（例如B/C和反质子/质子）提供了令人满意的拟合。
2011-11-08 astro-ph.HE
Multi-GeV Neutrino Emission from Magnetized Gamma Ray Bursts
基于最近的观测和理论发展，我们在磁主导的伽马射线暴碰撞模型中研究了预期的中微子发射率。结果表明，显着的多GeV中微子通量预计模型参数值是典型的电磁检测到的爆发。我们发现，在冰立方和它的深地核子阵列检测至少一个μ介子事件，一个单一的爆发必须接近高端的光度函数和红移$z\lesssim 0.2$。我们还计算了亮度和距离范围，可以产生$0.01-1$ μ子事件每伽玛射线暴在相同的检测器，这可能是感兴趣的，如果同时检测到电磁，或如果测量与未来扩展的Icecube或其他中微子检测器具有更大的有效体积和更好的灵敏度。
2012-04-20 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on the Cosmic-Ray Density Gradient beyond the Solar Circle from Fermi gamma-ray Observations of the Third Galactic Quadrant
我们报告的星际$γ$射线发射的分析，在银河系第三象限测量的{费米}大面积望远镜。银河平面从经度$210\arcdeg$到$250\arcdeg$之间的窗口中，有运动学上定义明确的本星系臂和英仙座臂，适合研究银河系外层的宇宙射线密度。我们测量没有大的梯度与银河中心距离的$γ$射线发射率每星际H原子在本研究中采样的区域。然而，梯度取决于用于推导\HI柱密度的光学深度校正。在外星系的星际光谱中没有发现明显的变化，这表明在英仙座臂之前，能量为GeV到几十GeV的粒子的宇宙射线光谱具有相似的形状。辐射率作为银心半径的函数，并没有表现出一个大的增强，在螺旋臂相对于臂间区域。测量的发射率梯度比基于使用超新星遗迹径向分布和均匀扩散特性的宇宙线传播模型的预期要平坦。在这种情况下，观测需要比通常假设的更大的晕圈尺寸和/或更平坦的CR源分布。分子质量校准比$X_{\rm CO} = N({\rm H_{2}})/W_{\rm CO}$在局域臂云中为$(2.08 \pm 0.11) \times 10^{20} {\rm cm^{-2} (K km s^{-1})^{-1}}$，对\HI \自旋温度的选择不敏感。没有显着的变化被发现在臂间区域的云。
2010-11-03 astro-ph.HE
Fermi-LAT Observations of High- and Intermediate-Velocity Clouds: Tracing Cosmic Rays in the Halo of the Milky Way
人们普遍认为，至少达到PeV能量的宇宙射线（CR）起源于银河系。加速粒子被注入星际介质，在那里它们传播到银河系的最远处，包括周围的晕。到达太阳系的CR的组成可以直接测量，并已被用来推断CR传播的细节，并外推到整个银河系。相比之下，间接的方法，如观测CR与星际气体相互作用产生的伽马射线发射，已经被用来直接探测整个银河平面遥远位置的CR密度。在这篇文章中，我们使用73个月的数据从费米大面积望远镜在300 MeV和10 GeV之间的能量范围内搜索伽马射线发射的CR相互作用在几个高和中速云位于高达7千秒差距以上的银河系平面。我们实现了第一次检测的中速云在伽马射线和设置上限的排放从其余的目标，从而跟踪CR核的分布在晕的第一次。我们发现，每个H原子的γ射线发射率随距离的增加，从平面在97.5%的置信水平。这证实了相关能量的CR起源于银河系圆盘的概念。上中速拱的发射率暗示了CR密度在2 kpc内从平面下降了50%。我们比较我们的结果，CR传播模型的预测。
2015-05-16 astro-ph.HE
Calibrating Column Density Tracers with Gamma-ray Observations of the $ρ$ Ophiuchi Molecular Cloud
来自星际云的弥散伽马射线发射主要来自宇宙射线（CR）质子与周围气体的碰撞，而不管云的气体状态、温度或尘埃性质如何。星际介质对CR和伽马射线都是透明的，因此GeV辐射是总气柱密度的唯一探测器。已知柱密度的云的伽马射线发射率则是撞击CR人口的量度，并可用于绘制银河系中的千分之一秒尺度CR分布。为此，我们测试了一些常用的列密度示踪剂，以评估其有效性，在模拟的GeV发射相对静止，附近的$ρ$蛇夫座分子云。我们证实，\hi \和一个适当的H $_2$示踪剂需要复制的总气体柱密度探测的扩散γ射线emisison。我们发现，在353 GHz的光学深度$τ_{353}$从普朗克再现伽马射线数据最好的整体上基于整个区域的测试统计的兴趣，但近红外恒星消光也表现得很好，在云的密集部分的空间残差较小。
2016-11-07 astro-ph.HE
Molecular Clouds as the Origin of the Fermi Gamma-Ray GeV-Excess
用基于能谱的谱模板拟合研究了银河系弥散γ射线辐射的所谓“GeV-过剩”。光谱模板可以从伽马射线数据中以数据驱动的方式获得，这避免了使用发射率模型从数据中减去标准背景过程。相反，人们可以用任何天空方向的任何“信号”同时确定这些背景，包括银河系盘和银河系中心。使用光谱模板拟合的“GeV过量”的两个假设进行了测试：暗物质（DM）假设的过量是由DM湮灭和分子云（MC）假设的“GeV过量”是与消耗的伽马射线低于2 GeV，是直接观察到的中央分子区（CMZ）。这两种假设都提供了可接受的拟合，如果考虑以银河系中心周围20 $^\circ$为中心的有限视场，并对能量范围进行削减和/或排除低纬度，DM假设的支持者通常会采用这种削减。然而，如果考虑整个伽马射线天空，并包括高达100 GeV的伽马射线能量，我们发现MC假设优于DM假设，原因有几个：i）MC假设提供了明显更好的拟合; ii）“GeV过量”的形态遵循CO图的形态，这是MC的示踪剂，也就是说，在银河系盘中存在着一个强的“GeV-过剩”，在大半径处也是如此; iii）具有$l \times b = 3.5^{\circ} \times 0.5^{\circ}$的矩形视场的大质量CMZ示出了在2 GeV处扩散伽马射线谱中的每个对数箱的最大能通量，即“GeV过量”，已经在原始数据中没有任何分析。矩形轮廓与DM湮灭所预期的球形形态相矛盾。
2017-07-26 astro-ph.GA astro-ph.HE
An unified polar cap/striped wind model for pulsed radio and gamma-ray emission in pulsars
由于费米最近发现了大约50个新的伽马射线源，我们有可能寻找它们脉冲高能发射的统计特性，特别是它们的光变曲线和相位分辨光谱。根据定义，这些恒星发射的大多是伽马射线光子，但其中一些也在无线电波段被探测到。对于在这两种极端能量中看到的那些，无线电/伽马射线脉冲的时间滞后和伽马射线峰值分离之间的关系，如果看到两种高能脉冲，有助于对磁层发射机制和位置施加一些限制。本文详细分析了这一思想，假设一个极帽模型的无线电脉冲和条纹风几何的脉冲高能对应。结合随时间变化的发射率在风中，应该是逆康普顿辐射，与一个简单的极冠排放模型沿和围绕磁轴，我们计算的无线电和伽马射线光曲线，总结的结果在几个相位图。研究了相位滞后和γ射线峰间距与脉冲星倾角和视角的关系。使用从费米数据编制的伽玛射线脉冲星目录，我们能够预测的无线电滞后/峰值分离关系，并比较它与从该目录中获得的观测。
2010-11-15 astro-ph.HE
The annular gap model for gamma-ray emission from young and millisecond pulsars
来自超新星的脉冲高能辐射还没有被完全理解。本文利用三维自洽环隙模型研究了费米伽玛射线空间望远镜观测到的年轻和毫秒双星的光变曲线。环形间隙可以产生高能量的短周期辐射。环形间隙区域如此之大，以至于它们具有足够的电势降来加速带电粒子以产生伽马射线光子。对于年轻的中子星，发射区是从中子星表面到大约一半的光柱半径，峰值发射率在零电荷表面附近。毫秒脉冲星的发射区远低于年轻脉冲星的发射区。更高能量的伽马射线发射来自磁层中更高的高度。利用环隙模型模拟了三颗年轻双星（蟹状星云、船帆座星云和Geminga星）和三颗毫秒双星（PSR J 0030 +0451、PSR J 0218 +4232、PSR J 0437 -3715）的光变曲线。我们的模拟可以再现所观察到的光变曲线的主要特性。
2010-04-19 astro-ph.HE
Acceleration of Ultra-High Energy Cosmic Rays in the Colliding Shells of Blazars and GRBs: Constraints from the Fermi Gamma ray Space Telescope
费米伽马射线空间望远镜测量的光谱，变化的时间尺度，最大光子能量给出了较低的限制，明显的喷流功率，并通过伽马射线不透明度参数，大量的相对论性喷流的洛伦兹因子。在费米加速的情况下，宇宙射线粒子的最大能量受到这两个量的限制。最近的数据被用来约束宇宙射线质子和铁核加速碰撞壳的伽玛暴和耀变体的最大能量。费米结果表明，在活动星系核中，Fe比质子更可能被加速到超高能，而强伽玛暴可以将质子和Fe都加速到>~ 10^{20} eV。从第一个费米AGN星表中估算了射电星系和耀变体的非热辐射，并表明BLLac天体和FR 1射电星系比平谱射电类星体、FR 2射电星系和长持续时间GRB更适合作为UHECR的来源。
2010-09-27 astro-ph.HE hep-ph
High Latitude, Translucent Molecular Clouds as Probes of Local Cosmic Rays
我们分析了9个高纬度，半透明的分子云与费米大面积望远镜（LAT）之间的250兆电子伏和10 GeV的伽马射线发射。对伽马射线的观测使我们能够探测太阳附近宇宙射线的密度和光谱。研究的云位于距离太阳$\sim\!$ 270 pc的范围内，选自普朗克全天CO图。在这个能量范围内的伽马射线主要是由宇宙射线与星际介质的相互作用产生的，它由三种成分追踪：HI，CO和暗气体。每一片云都被探测到，并显示出分子气体发出的显著的、扩展的伽马射线。有些云的γ射线发射主要由CO发射气体控制，而有些云的γ射线发射主要由CO暗气体控制。HI的平均发射率和伽马射线幂律指数高于1 GeV，没有证据表明系统的变化。CO到H的$_2$转换因子显示在这个小的空间范围内云之间没有变化，但是在每个云内显示显著的变化。平均CO-到-H $_2$转换因子表明CO-暗气体是分子的，而不是光学厚的HI。
2015-03-17 astro-ph.HE
Gamma-ray variability from wind clumping in HMXBs with jets
在被称为“微类星体”的高质量X射线双星的子类中，致密物体发射的喷流中的相对论强子可以与来自恒星辐射驱动风的冷质子相互作用，产生π介子，然后迅速衰变为伽马射线。由于由此产生的伽马射线发射率取决于目标密度，GLAST和新一代切伦科夫成像阵列对微类星体快速变化的探测可用于探测恒星风的聚集结构。我们在这里表明，伽马射线的波动可以使用“孔隙度长度”的形式主义，通常适用于表征聚集效应建模。特别地，对于由h=l/f定义的孔隙长度，即作为团块的特征尺寸l与其体积填充因子f的比率，我们发现在具有轨道间隔a的双星中伽马射线发射的相对波动在“薄喷流”极限中为sqrt（h/pi a），并且对于具有有限开度角φ的射流减小因子1/sqrt（1 + φ a/（2 L））。对于细射流和相当中等的孔隙长度h ~ 0.03a，这意味着约。伽马射线发射的10%变化。此外，个别大团块的照明可能会导致孤立的耀斑，就像最近在一些大质量伽马射线双星中观察到的那样。
2009-02-13 astro-ph.HE
Multi-wavelength emission region of gamma-ray emitting pulsars
利用外能隙模型，我们研究了高能双光子晶体多波长光变曲线的发射区。我们假设伽马射线和非热X射线光子是从外磁层的粒子加速区域发射的，紫外/可见光子起源于该区域上方。我们假设伽马射线只由向外运动的粒子辐射，而其他光子则由向内和向外运动的粒子产生。我们参数化的发射区的高度作为偏离旋转偶极子在真空中，并确定它从观测到的多波长脉冲轮廓使用观测约束的磁偶极子倾角和视角的双极。我们发现外隙模型可以用简单的发射率分布来解释多波长脉冲的行为，并讨论了进一步改进的可能性。从观测拟合，我们还发现了一个一般的倾向，伽玛射线发射区的高度依赖于倾角。特别地，低倾角的发射区要求位于非常低的高度，这对应于真空中旋转偶极子的最后开放场线内的内部区域。这个模型提出了一个关于观测到的伽玛射线暴的统计修正。与先前的估计相比，具有低倾角和视角的源的数量增加。
2011-06-27 astro-ph.HE
Gamma-ray Cosmology and Tests of Fundamental Physics
伽马射线在宇宙学距离上的传播是GeV和TeV能量的广泛理论和观测研究的主题。宇宙网中伽马射线的平均自由程被限制在100 GeV以上，这是由于在宇宙光学和红外背景上产生电子和正电子。电子和正电子在星系际介质中冷却，同时在其磁场中旋转，这可能导致其全球加热或产生较低能量的次级伽马射线。在宇宙学旅程中幸存下来的伽马射线的能量分布携带着观测到的吸收特征，这些特征测量了重子物质在宇宙时间内的发射率，限制了$Λ$ CDM宇宙学的距离尺度，并限制了相互作用截面的变化。竞争性的限制特别是放在宇宙恒星形成的历史，以及在量子引力和弦论预期的现象，如耦合到假设的轴子类粒子或违反洛伦兹不变性。最新的理论和观测进展使人们得以一窥新一代伽马射线观测站即将开启的多波长和多信使路径。
2022-02-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Modeling gamma-ray light curves with more realistic pulsar magnetospheres
我们研究了耗散脉冲星磁层中的γ射线辐射模式和光变曲线。我们用几何方法和粒子轨道方法产生γ光变曲线。对于几何方法，假设γ射线发射起源于沿最后闭合线的有限宽度层，我们生成的γ射线光变曲线的基础上的均匀发射率沿磁场线的共动框架（CF）。对于粒子轨道法，我们考虑的电导率$σ$的空间分布，假设一个非常高的电导率内的轻圆柱和有限的电导率外的轻圆柱（LC）。假设所有的$γ$射线发射起源于外磁层外的LC，我们产生的伽马射线光变曲线计算现实的粒子轨迹和洛伦兹因子，同时考虑加速电场和曲率辐射损失。此外，我们比较了船帆座脉冲星在$>0.1\, \rm GeV$能量下的光变曲线。结果表明，磁层$σ$值较低的区域更适合于几何方法。然而，磁层内的LC和一个高的$σ$值外的LC的近无力制度是更有利于粒子轨道方法。注意，粒子轨迹方法使用与磁层的磁场自洽的平行电场。我们认为，从粒子轨道法的结果更支持的物理基础。
2019-03-26 astro-ph.HE
Simulating TeV gamma-ray morphologies of shell-type supernova remnants
超新星遗迹（SNR）冲击提供了有利的网站宇宙线（CR）质子加速，如果当地的磁场方向是准平行的冲击法向。使用移动网格磁流体动力学（MHD）代码AREPO，我们提出了一套SNR模拟与CR加速在Sedov-Taylor阶段，结合不同的磁场拓扑结构，密度分布与梯度和大规模的波动，和-为我们的核心崩溃SNR-一个多相星际介质与致密团块的对比度$10^4$。假设强子γ射线发射模型的TeV γ射线发射，我们发现，大幅度的密度波动的$δρ/ρ_0\gtrsim75$百分之强烈调制的γ射线发射率在稻草人的模型中，其中的加速效率是独立的磁性。然而，这会导致激波表面产生强烈的波纹，而这些波纹被伽马射线观测所排除。相比之下，磁致伸缩性依赖的加速可以很容易地解释从SN 1006（具有均匀磁场）到Vela Junior和RX J1713（具有湍流场）的伽马射线形态中观察到的变化，该模型来自等离子体粒子模拟。我们对SN 1006的最佳拟合模型具有从西南指向东北的大尺度密度梯度$ \nabla{n}\simeq 0.0034~\mathrm{cm}^{-3}~\mathrm{pc}^{-1} $和与天空平面的磁倾角$\lesssim10^\circ$。Vela Junior和RX J1713的最佳拟合模型采用湍流磁场和致密团块的组合来解释它们的TeV伽马射线形态和中等激波波纹。
2020-09-14 astro-ph.HE
The cosmic-ray and gas content of the Cygnus region as measured in gamma rays by the Fermi Large Area Telescope
天鹅座区域拥有一个巨大的分子云复合体，它活跃地形成大质量恒星。宇宙射线与星际气体和辐射场的相互作用使它以伽马射线的能量发光。在这个方向可以看到几个伽马射线源和其他能量源。在本文中，我们分析了费米大面积望远镜测量的伽马射线发射的能量范围从100 MeV到100 GeV，以探测整个天鹅座复杂的规模的气体和宇宙射线的内容。通过选择处于其关断脉冲相位间隔的光子，来自明亮双光子的信号在很大程度上减少。我们比较了来自无线电/毫米波线和可见光消光数据的星际气体地图的漫射伽马射线发射，并寻求该地区的全球模型，包括其他的辐射源和伽马射线源。积分HI发射率和它的光谱能量分布都是一致的系统内LAT测量在太阳系附近的星际空间。平均X=N（H2）/W（CO）比与本地臂中的其他LAT测量结果一致。我们检测到来自暗中性气体的显著伽马射线发射，其质量相当于CO追踪的质量的约40%。尽管有显著的恒星形成活动和星际云的大质量，天鹅座复合体中的宇宙射线数量平均为几百秒差距，与本星际空间的宇宙射线数量相似。（节略）
2011-11-30 astro-ph.HE
The cosmic-ray content of the Orion-Eridanus superbubble
附近的猎户座-波江座超级气泡，是由多颗超新星在几百万年前吹出的，很可能产生了宇宙射线。它的湍流介质仍然由大质量恒星提供能量，可以影响局部的宇宙射线传输。宇宙射线与星际气体相互作用产生的伽马射线被用来比较超级气泡和太阳附近其他区域的GeV和TeV宇宙射线谱。我们使用了10年的费米-LAT数据在0.25-63 GeV的能量范围内，以研究近端（波江座）的超级气泡。我们模拟了在这个方向上发现的云的不同气相中产生的伽马射线的空间和光谱分布。我们发现，沿外缘和壳内的超级气泡的气体的伽马射线发射率光谱与在太阳附近测量的平均光谱是一致的。这一结果要求对最近的超新星速率和超级气泡中大质量恒星风的普查进行详细评估，以估计宇宙射线产生的时代和速率，并限制可能导致这种均匀性和小再加速的传输条件。我们还发现了重要的证据表明，一个弥漫的云躺在超级气泡外，在银河平面以下200-250 pc的高度，是由一个低34%的宇宙射线通量，但具有相同的粒子能量分布的本地之一。超GeV的宇宙射线应该可以自由地穿过这样一个弥散的原子云，而不会有明显的损失或光谱失真。我们初步提出，宇宙射线的损失与穿过卷云的磁场线的方向有关，根据尘埃偏振数据，这些磁场线指向晕。我们收集了过去和现在太阳附近的发射率测量，以显示当地的宇宙射线通量如何随着银河系的高度而减少，并将这种趋势与模型预测进行比较。
2020-01-28 astro-ph.HE
Systematic Study of Gamma-ray bright Blazars with Optical Polarization and Gamma-ray Variability
耀变体是高度可变的活动星系核，其发射从无线电到伽马射线的所有波长的辐射。来自耀变体的偏振辐射是低能同步辐射的一个关键证据，并且它也变化很大。耀变体的偏振对于理解喷流的起源、约束和传播是很有意义的。然而，尽管已经进行了大量的测量，但射流产生、成分和可变性背后的机制仍然存在争议。我们在2008年7月至2014年12月期间对45颗耀变体进行了同步的伽马射线和光学双偏振测量观测，以研究变化的机制并寻找耀变体的几个子类之间的基本关系。我们确定的最大程度的光学线性偏振和伽马射线光度或伽马射线的光通量的比率之间的相关性。由于最大偏振度取决于磁场的条件（混沌或有序），这一结果意味着不同类型耀变体（FSRQs vs. BL Lac）之间pc尺度相对论喷流中磁场的内在排列存在系统性差异，因此也意味着不同类型射电星系（FR Is vs. FR IIs）之间的差异。
2016-10-14 astro-ph.HE
Evidence for Cosmic-Ray Escape in the Small Magellanic Cloud using Fermi Gamma-rays
星系形成的模拟表明，宇宙射线（CR）的反馈可能是重要的发射银河尺度的风。CR质子占主导地位的CR人口的大部分，但CR反馈的大多数观测约束来自CR电子的同步辐射。在本文中，我们提出了一个105个月的费米伽马射线太空望远镜观测的小麦哲伦云（SMC）的分析，目的是探索CR反馈和运输的外部星系。我们制作地图的2-300 GeV的排放量和检测统计上显着的，延长发射沿酒吧和机翼，活跃的恒星形成正在发生。在13 GeV以上没有检测到伽马射线发射，我们对高于这个能量的通量设置了严格的上限。我们发现最适合的伽玛射线谱是一个单组分模型与指数$Γ=-2.11\pm0.06\pm0.06$和指数截止能量的$E_{\rm c} =13.1\pm5.1\pm1.6$ GeV的幂律。我们评估的相对贡献的发射，和我们发现，发射可能会产生高达14 $^{+4}_{-2}$ %以上的通量100兆电子伏的。因此，我们属性的大部分伽马射线发射（基于其光谱和形态）CR与ISM的相互作用。我们表明，SMC的伽马射线发射率是5倍小于银河系，SMC是远远低于量热极限，所有CR质子的经验π介子损失。我们解释这些研究结果的证据表明，CR逃脱SMC通过平流和扩散。
2018-07-17 astro-ph.HE
Systematic Effects in Extracting a "Gamma-Ray Haze" from Spatial Templates
最近的说法是，费米大天区望远镜（Fermi Large Area Telescope）探测到的弥漫星系辐射中存在伽马射线过量，其形态类似于WMAP的薄雾，这是基于这样的假设：星际介质（ISM）柱密度和408 MHz天空的空间模板分别是中性π介子和逆康普顿（IC）伽马射线辐射的良好代理。我们确定了显着的系统性影响，在这个过程中，可以人为地诱导一个额外的扩散组件的形态惊人地相似，声称的伽马射线雾。为了定量地说明这一点，我们计算的伽马射线发射的比例从中性π介子的ISM柱密度，和IC同步辐射的天空地图，使用详细的银河宇宙射线模型和模拟。在银河系中心的上方和下方区域，ISM模板低估了中性π介子衰变产生的伽马射线辐射约20%。此外，同步加速器模板往往低估了低能量（几个GeV）的IC发射，并高估了它在更高的能量（几十个GeV）的潜在大的因素，关键取决于假设的银河系磁场结构。我们发现的系统效应的大小与声称的“费米雾”信号的大小相当。因此，我们的结论是，一个详细的模型，银河漫发射是必要的，以最终评估可能与WMAP霾形态的伽马射线过量的存在。
2010-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Systematic search for gamma-ray periodicity in active galactic nuclei detected by the Fermi Large Area Telescope
我们使用9年的伽马射线数据提供的费米大面积望远镜（LAT），系统地研究了2000多个活动星系核（AGN）的光变曲线包括在最近的费米-LAT目录。使用了十种不同的技术，这些技术被组织在一个自动搜索管道中，以搜索伽马射线中周期性发射的证据。了解这一令人困惑的现象背后的过程将提供一个更好的了解这些河外源的天体物理性质。然而，活动星系核伽马光变曲线的时间模式的观测仍然是具有挑战性的。尽管在确定某些个别源的时间排放特征方面作出了努力，但没有通过对大量源样本进行全似然分析来系统地寻找周期性。我们的分析发现11活动星系核，其中9个是第一次确定，至少在四个算法中显示超过4sigma的周期性。这些发现将有助于解决与这种周期性行为的天体物理起源有关的问题。
2020-05-05 astro-ph.HE
2nd-order Fermi acceleration as the origin of the Fermi bubbles
费米-LAT的伽马射线数据显示，在银河系中心上下50度处有一个双小叶结构，与ROSAT X射线图中可能相关的结构相吻合，该结构可能起源于几百万年前靠近银河系中心的一些能量释放。有人认为，伽马射线的产生是由于相对论电子在气泡中存在的等离子体冲击下加速的逆康普顿散射。我们探讨了另一种可能性，相对论电子进行随机的二阶费米加速在整个体积的气泡等离子体波湍流。这种湍流产生的外部冲击波后面，并传播到气泡体积，导致一个非平凡的空间变化的电子光谱指数。而不是一个恒定的体积发射率预测在其他模型中，我们发现一个几乎恒定的表面亮度的伽马射线，也重现观察到的尖锐边缘的气泡。我们对其他渠道可能进行的交叉检查发表意见。
2011-08-08 astro-ph.HE
Systematic search for gamma-ray emitting molecular clouds in the vicinity of supernova remnants
对超新星遗迹（SNR）的甚高能量（VHE）伽马射线发射的观测表明，它们是能量高达100 TeV的加速粒子的来源。VHE辐射的主导过程-轻子过程或强子过程-在大多数SNR中仍然没有得到证实。在SNR附近的分子云（MCs）提供了大量的目标材料的加速粒子逃逸的SNR，从而使MCs潜在的伽马射线源。预测的伽马射线通量MCs偏移SNR冲击依赖于所应用的VHE粒子的扩散模型和SNR和MC属性，遇到很大的不确定性。虽然银河系的平均扩散系数的估计，空间分辨的VHE宇宙射线的传播特性是未知的。γ射线发射MCs提供了一个独特的可能性，以获得新的信息VHE粒子通过ISM的传播和加速的强子在SNR。在本文中，我们提出了一个战略和第一个结果的TeV伽马射线发射MC在银河平面区域的信噪比附近的系统搜索。基于理论模型和现有的信噪比（SNR）和微扰（MC）目录，得到了现有成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）的可探测参数空间（如扩散系数、信噪比年龄）。这允许识别潜在的伽马射线发射区域。
2013-07-22 astro-ph.HE
Significance in Gamma Ray Astronomy with Systematic Errors
研究了系统误差对用Li和Ma方法计算$γ$射线信号统计显著性的影响。本文导出了一个简单的判据，用以判断在存在系统误差的情况下，Li和Ma方法是否适用。讨论了一种替代方法的情况下，系统误差太大的应用程序的原始李和马的方法。当系统误差可以忽略时，这种替代方法简化为Li和Ma方法。最后，它表明，系统误差的考虑将是重要的，在许多分析的数据从计划切伦科夫望远镜阵列。
2015-02-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
An inhomogeneous lepto-hadronic model for the radiation of relativistic jets. Application to XTE J1118+480
根据观测到的电磁波谱，从概念上重建相对论性喷流的物理条件，会引起一个复杂的逆问题。我们的目标是通过对相对论性喷流的宽带电磁波谱的模拟，更好地理解其机制。我们发展了一个非均匀射流模型，其中相对论初级粒子和次级粒子的注入发生在一个空间扩展的区域。我们计算了由于几个过程的所有粒子种类的喷气发射率的贡献，并评估伽玛射线吸收的影响，在内部和外部的光子场。计算了一些具有不同参数的特定模型，以探索这种情况的可能性。我们得到各种光谱形状取决于模型参数，其中一些预测显着的伽马射线发射。该模型能满意地再现低质量微类星体XTE J1118+480的宽带光谱。我们的研究结果表明，与过去XTE J1118+480所显示的类似的爆发可能会被当今的伽马射线仪器探测到。
2012-01-23 astro-ph.HE
Imprints of Cosmic Rays in Multifrequency Observations of the Interstellar Emission
自从宇宙射线（CR）被发现以来，对它在银河系和日球层中传播的模拟取得了重大进展。然而，传播模型遭受许多参数的退化。更复杂的是，最近数据的精确性开始挑战现有的模型。为了解决这些问题，我们使用现有的多频观测的星际辐射从无线电到伽马射线，连同直接CR测量，研究本地星际光谱（LIS）和传播模型。结果表明，在不考虑太阳调制的情况下，电子激光干涉系统的特性得到了很好的描述，并提出了较好的传输模型。更准确地说，我们的分析得出了以下主要结论：（1）电子注入谱至少需要在几个GeV以下的中断;（2）即使与直接CR测量一致，产生具有从几百MeV到几个GeV的大全电子密度的LIS的传播模型也不受射电和γ射线观测的青睐;（3）在考虑太阳调制后，直接的CR测量代表了我们~1 kpc区域的质子LIS的通常假设受到了观测到的局部γ射线HI发射率的挑战。我们提供由此产生的质子LIS，全电子LIS和传播参数，基于同步加速器，伽马射线，和直接CR数据。提出了一个简单的扩散模型和一个试探性的扩散-再加速模型。各种型号的研究在银河系内区域的X射线和伽马射线。预测未来的伽马射线仪器（e-ASTROGAM和AMEGO）的星际发射。
2018-04-18 astro-ph.HE
Systematic study for gas-to-dust ratio of short gamma-ray burst afterglows
在伽马射线暴（GRB）余辉中经常发现河外X射线吸收和消光现象，它们可能是环暴和宿主星系环境的示踪物。通过对9个已知红移的短伽玛暴（SGRB）余辉光谱能量分布的谱分析，得到了每个SGRB静止坐标系中等效氢柱密度与尘埃消光的比值N^{rest}_{H}/A^{rest}_{V}。我们发现N^{rest}_{H}/A^{rest}_{V}的分布系统地小于长伽玛暴的分布，并且与银河系中的气尘比大致一致。这一结果意味着测量到的SGRB的气尘比将来自每个宿主星系中的星际介质。这种情况支持SGRB发生在宿主星系的非恒星形成区域的预测。
2019-03-14 astro-ph.HE
Quantifying the Interstellar Medium and Cosmic Rays in the MBM 53, 54, and 55 Molecular Clouds and the Pegasus Loop using Fermi-LAT Gamma-ray Observations
利用费米大面积望远镜（LAT）观测资料，对飞马座（Pegasus）附近的分子云MBM 53、54和55以及远红外环状结构区的星际介质（ISM）和宇宙射线（CR）进行了研究。通过比较Planck尘埃热辐射模型和Fermi-LAT γ射线数据，发现尘埃辐射率（R）和尘埃不透明度（τ 353）都不与总气柱密度N（Htot）成正比，这主要是因为N（Htot）/R和N（Htot）/τ 353依赖于尘埃温度（Td）。通过假设高Td的区域由光学薄原子氢（HI）主导并且通过采用N（Htot）/R与Td的经验线性关系，使用伽马射线数据来评估N（Htot）分布。它被确定为21厘米或2.6毫米的调查没有跟踪的气体的质量是约25%的质量HI在光学薄的情况下，是大于一氧化碳跟踪的分子气体的质量的一个因素高达5。测得的伽马射线发射率谱与基于在地球上测得的CR谱和核增强因子<=1.5的模型一致。然而，它是低于本地HI发射率报告的费米-LAT研究采用不同的分析方法和假设的ISM属性由15%-20%的能量低于几个GeV，即使我们考虑到统计和系统的不确定性。本文还讨论了这种差异的根源。
2016-10-27 astro-ph.HE
Fermi-LAT gamma-ray signal from Earth Limb, systematic detector effects and their implications for the 130 GeV gamma-ray excess
我们通过研究来自银河系中心、附近星系团、附近最亮星系、活动星系核、非关联源、氢云和地球边缘的光子，在费米-LAT公开可用的高能伽马射线数据中寻找可能的光谱特征和系统效应。除了已知的130 GeV的伽马射线过剩的前两个来源，我们没有发现新的统计上显着的信号从其他来源。我们的大部分精力都花在研究地球边缘的光子上。在30 GeV到200 GeV的能量范围内，地球边缘γ射线谱遵循幂律，在95% CL下谱指数为2.87 \pm 0.04，与PAMELA测量的宇宙射线质子谱指数在2.82-2.85之间的结果非常一致，证实了地球边缘γ射线的物理起源。在小的子集的地球边缘数据与小的光子入射角，有可能获得光谱特征在不同的能量，包括在130 GeV，但确定的背景，从而其意义，在这些情况下有很大的不确定性。我们观测到小入射角和大入射角γ射线地球边缘谱的系统性2σ能级差。这些光谱特征以及背景的行为表明，它们可能是统计波动。
2012-09-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Runaway stars as cosmic ray injectors inside molecular clouds
巨分子云（GMC）是一种新的伽马射线源，是宇宙射线（CR）的目标--无论是否局部加速。这些星云中有非常年轻的星团，在那里有大量的恒星形成。最终，一些恒星被从星团中弹射出来，成为逃逸恒星。这些恒星以超音速穿过星云，并形成弓形激波，粒子可以被加速到相对论能量。因此，弓形激波呈现非热辐射，并将相对论质子注入云中。这些质子在GMC中扩散，与物质相互作用。我们提出了一个模型的非热辐射所产生的质子和次级对加速在大规模离家出走的恒星在年轻的GMC弓激波。我们解决了运输方程的初级质子和次级对恒星通过云移动。我们目前的非热辐射率地图在无线电和伽马射线作为时间的函数。我们得到了$\sim$ ${ 10^{32}}$ erg~s $^{-1}$和γ射线光度$\sim$ $10^{34}$ erg~s $^{-1}$的X射线光度。我们的结论是，在某些假设下，相对论质子从大质量逃逸恒星与GMC中的物质相互作用，产生扩展的非热源。
2014-12-19 astro-ph.HE
